El Tatio

El Tatio es un campo geotérmico con muchos géiseres ubicado en la Cordillera de los Andes en el norte de Chile a 4.320 metros (14.170 pies) sobre el nivel medio del mar. Es el tercer campo de géiseres más grande del mundo y el más grande del hemisferio sur. Se han propuesto varios significados para el nombre "El Tatio", incluido "horno" o "abuelo". El campo geotérmico tiene muchos géiseres, fuentes termales y depósitos de sinterización asociados. Estas aguas termales eventualmente forman el Río Salado, un importante afluente del Río Loa, y son una fuente importante de contaminación por arsénico en el río. Los respiraderos son sitios de poblaciones de microorganismos extremófilos como los hipertermófilos, y El Tatio ha sido estudiado como un análogo de la Tierra primitiva y de una posible vida pasada en Marte.

El Tatio se encuentra al pie occidental de una serie de estratovolcanes, que corren a lo largo de la frontera entre Chile y Bolivia. Esta serie de volcanes forma parte de la Zona Volcánica Central, uno de varios cinturones volcánicos de los Andes, y del complejo volcánico Altiplano-Puna (APVC). Se trata de un sistema de grandes calderas e ignimbritas asociadas, que han sido fuente de supererupciones hace entre 10 y 1 millón de años. Algunas de estas calderas pueden ser la fuente de calor del sistema geotérmico de El Tatio. No se han registrado erupciones de los volcanes Tatio en el período histórico.

El campo es un importante destino turístico del norte de Chile. Se exploró durante el último siglo para la producción de energía geotérmica, pero los esfuerzos de desarrollo se interrumpieron después de un incidente importante en 2009 en el que un pozo geotérmico explotó, creando una columna de vapor. La explosión provocó una controversia política sobre el desarrollo de la energía geotérmica en Chile.

Nombre e historial de investigación

El término "tatio" proviene del idioma Kunza y significa 'aparecer', 'horno', pero también se ha traducido como 'abuelo' o 'quemado'. El campo de géiseres también se conoce como géiseres de Copacoya; Copacoya es el nombre de una montaña de la zona.

Las primeras menciones de géiseres en la región datan de finales del siglo XIX y ya eran bien conocidos en 1952. La primera prospección geotérmica del campo se produjo en la década de 1920 y el campo fue mencionado en la literatura académica en 1943. Más una investigación sistemática se llevó a cabo entre 1967 y 1982; La mayor parte de la investigación sobre este campo geotérmico se realizó en el contexto de la prospección geotérmica.

Geografía y geomorfología

Ubicación de El Tatio en el norte de Chile cerca de la frontera entre Chile y Bolivia.

El Tatio se encuentra en la provincia de Antofagasta, al norte de Chile, cerca de la frontera entre Chile y Bolivia. El campo está ubicado a 89 a 80 kilómetros (55 a 50 millas) al norte del pueblo de San Pedro de Atacama y a 100 kilómetros (62 millas) al este del pueblo de Calama; Chile La Ruta B-245 conecta El Tatio con San Pedro de Atacama. Los pueblos cercanos a El Tatio son Toconce al norte, Caspana al oeste y Machuca al sur. Un trabajador' En 1959 se informó que existía un campamento para una mina de azufre en el Volcán Tatio. El antiguo camino inca de San Pedro de Atacama a Siloli cruzaba el campo de géiseres; Los incas también operaron un santuario de montaña en el volcán Tatio. Hay varios caminos sin asfaltar y todas las partes del campo son fácilmente accesibles a pie.

El Tatio es parte de la Zona Volcánica Central, un segmento de los Andes entre 14° y 28° de latitud sur donde los Andes son volcánicamente activos. Este vulcanismo se manifiesta con alrededor de 10 complejos de calderas silícicas del complejo volcánico Altiplano-Puna y más de 50 volcanes recientemente activos; El volcán Lascar entró en erupción en 1993 y produjo una alta columna de erupción.

Al este del campo, los estratovolcanes andesíticos alcanzan elevaciones de unos 5.000 metros (16.000 pies). De norte a sur, los estratovolcanes andesíticos incluyen el Cerro Deslinde de 5.651 metros (18.540 pies) o 5.696 metros (18.688 pies) de altura, que es el más alto de la zona, el Cerro El Volcán de 5.560 metros (18.240 pies) de altura, el La Cordillera del Tatio de 5280 a 5570 metros (17 320 a 18 270 pies) de altura y el Volcán Tatio de 5314 metros (17 434 pies) de altura, que en conjunto forman el grupo volcánico El Tatio. La Sierra de Tuclé se encuentra al suroeste del campo.

Las montañas al suroeste de El Tatio incluyen la cordillera Alto Ojo del Cablor de 4.570 a 4.690 metros (14.990 a 15.390 pies) de altura, mientras que el Cerro Copacoya de 4.812 metros (15.787 pies) de altura está situado al noroeste del campo geotérmico. Al oeste de El Tatio se ha producido vulcanismo de composición dacítica, más antiguo que los estratovolcanes del este; este vulcanismo se conoció como la "formación liparítica" y cubre grandes áreas en la región.

A mediados del siglo XX se registraron campos de abetos y nieve en el grupo volcánico El Tatio, a elevaciones de 4.900 a 5.200 metros (16.100 a 17.100 pies). La región es demasiado seca para albergar glaciares hoy en día, pero en el pasado la mayor humedad permitió su formación en las montañas de esta parte de los Andes. Las montañas y morrenas erosionadas por los glaciares dan testimonio de su existencia en forma de grandes glaciares de valle. Al norte del campo de géiseres se puede encontrar un gran complejo de morrenas, que incluye estructuras terminales y morrenas laterales bien desarrolladas, y refleja la existencia pasada de un glaciar de 10 kilómetros (6,2 millas) de largo, el valle glaciar más largo de la región. Dos sistemas de morrenas más se extienden hacia el oeste, tanto al noreste como al sureste de El Tatio, y el terreno que rodea el campo de géiseres está cubierto por arenas que se interpretan como arenas glaciales. La datación de la exposición de la superficie indica que algunas morrenas se emplazaron en el último máximo glacial o antes y otras en un período de tiempo de 35.000 a 40.000 años antes del presente. Las morrenas más pequeñas a mayor altitud pueden datar de los períodos climáticos de la Inversión del Frío Antártico o del Dryas más joven; las morrenas relacionadas con la etapa del lago Tauca están ausentes o restringidas a sitios de gran elevación.

El drenaje en el área generalmente es de este a oeste a lo largo de la Cordillera Occidental, a menudo en forma de valles muy pronunciados. El Río Salado drena la mayor parte del agua termal y tiene su nacimiento en el campo donde se une al Río Tuclé y al arroyo Vicuña. Las mediciones de temperatura del agua que fluye hacia el Río Salado han arrojado valores de 17 a 32 °C (63 a 90 °F), mientras que la descarga del Río Salado asciende a 0,25–0,5 m3/s. El Río Salado eventualmente se une al Río Loa, una importante fuente de agua dulce para la región; así, El Tatio juega un papel importante en el abastecimiento de agua regional. A principios del siglo XX hubo varios proyectos de ingeniería hidráulica en El Tatio, con el objetivo de aprovechar sus aguas o mitigar su impacto en la calidad del agua aguas abajo.

Campo geotérmico

El Tatio es bien conocido como un campo geotérmico en Chile y es el campo de géiseres más grande del hemisferio sur con aproximadamente el 8% de todos los géiseres del mundo. Sólo los campos de Yellowstone en Estados Unidos y Dolina Geizerov son más grandes. También tienen géiseres más altos que los de El Tatio, donde las fuentes de los géiseres tienen una altura media de sólo 75 centímetros (30 pulgadas). Junto con Sol de Mañana, que está justo al este de El Tatio en Bolivia, también es el campo de géiseres a mayor altitud del mundo.

El campo geotérmico cubre un área de 30 kilómetros cuadrados (12 millas cuadradas) a elevaciones de 4200 a 4600 metros (13 800 a 15 100 pies) y se caracteriza por fumarolas, aguas termales, respiraderos de vapor y suelo humeante. La actividad geotérmica más fuerte se encuentra dentro de tres áreas discretas que cubren un total de 10 kilómetros cuadrados (3,9 millas cuadradas) de superficie e incluyen fuentes de agua hirviendo, fuentes termales, géiseres, ollas de barro, volcanes de lodo y terrazas de sinterización; Además, se han observado chimeneas de géiseres extintos. Una de estas tres zonas se encuentra dentro de un valle, la segunda sobre una superficie plana y la tercera a lo largo de las orillas del Río Salado. La primera zona ofrece un notable contraste entre los Andes nevados, los cerros de colores que rodean el campo y los depósitos blancos que deja la actividad geotérmica. La mayoría de los géiseres de El Tatio se encuentran aquí y son especialmente visibles en climas fríos. Un paisaje similar existe en la tercera área (inferior), con la presencia del Río Salado agregando un elemento adicional al paisaje. La segunda área está ubicada entre un arroyo y una colina e incluye una piscina artificial de 15 por 30 metros (49 pies × 98 pies) para turistas. Sus respiraderos suelen tener descargas más altas que otros en el campo.

Se han documentado alrededor de 110 manifestaciones geotérmicas en El Tatio, pero el total se ha estimado en 400. El campo alguna vez contó con 67 géiseres y más de trescientas fuentes termales. Muchos respiraderos están relacionados con fracturas que corren de noroeste a sureste o de suroeste a noreste a lo largo del campo. Algunas fuentes de géiseres en el pasado alcanzaron alturas superiores a los 10 metros (33 pies); Sin embargo, normalmente no superan 1 metro (3 pies 3 pulgadas) y su actividad a veces varía con el tiempo. Algunos géiseres han recibido nombres, como Boiling Geyser, El Cobreloa, El Cobresal, El Jefe, Terrace Geyser, Tower Geyser y Vega Rinconada. Las erupciones menores de los géiseres ocurren aproximadamente cada docena de minutos y las erupciones mayores cada pocas horas en promedio, y las erupciones mayores tienen lugar después de que el conducto estuvo "preparado" por varios más pequeños. El terreno que rodea un géiser se inclina a medida que se recarga y descarga. Un sistema geotérmico adicional se encuentra al sureste y en elevaciones sobre El Tatio y se caracteriza por estanques calentados por vapor alimentados por agua de precipitación, y se ha informado actividad solfatárica en los estratovolcanes más al este.

La deposición de sinterizado de las aguas del campo geotérmico ha dado lugar a espectaculares accidentes geográficos, que incluyen, entre otros, montículos, piscinas en terrazas, conos de géiseres y presas que forman sus bordes. Las características de pequeña escala incluyen conos, cortezas, formaciones en forma de moluscos, superficies en forma de cascadas y terrazas muy pequeñas. Estos depósitos de sinterización cubren un área de aproximadamente 30 kilómetros cuadrados (12 millas cuadradas) e incluyen depósitos tanto activos como inactivos, ambos emplazados sobre sedimentos glaciales. Los altos contenidos de sílice dan al agua un color azulado, los compuestos orgánicos como los carotenoides, por el contrario, suelen colorear el sinterizado con un color marrón anaranjado y los tonos verdosos se deben a las bacterias que oxidan el hierro.

Los tipos de respiraderos y depósitos individuales encontrados en El Tatio incluyen:

• Los manantiales calientes forman piscinas con temperaturas de agua de 60 a 80 °C (140–176 °F), que a menudo se mueven y sobresalen suavemente y en el caso de los manantiales más cálidos que se mueven activamente. Estas piscinas a menudo contienen rocas como bolas llamadas oncoids y están rodeadas de rimas sinter, que tienen texturas similares a la espicule. Estos bordes del sinter a menudo forman estructuras parecidas a las presas alrededor de los respiraderos más profundos que están llenos de agua. Los granos esféricos se desarrollan en las aguas termales como consecuencia de procesos hidrodinámicos, e incluyen material bigénico; durante el crecimiento del sinter a menudo terminan incrustados en el material.
• El drenaje de agua de las fuentes deposita sinter, que puede formar depósitos bastante gruesos y grandes delantales cuando se produce el flujo de la hoja, conocido como "depósitos de descarga"; a veces se desarrollan terrazas. Como en los manantiales, se observan oncoidas y espolículos en los canales. Gran parte del agua se evapora y sus caídas de temperatura de 30–35 °C (86–95 °F) a menos de 20 °C (68 °F) de las fuentes; las bajas temperaturas del aire hacen que se congele ocasionalmente, resultando en el clima de heladas.
• Geysers y también fuentes de agua se descargan desde hasta 3 metros (9.8 pies) conos altos con superficies suavemente inclinadas, que a veces soportan montículos de salpicadura. Los conos están hechos de geyserite. Otros geysers y fuentes descargan desde dentro de las piscinas llenas de bordes, y algunos geysers están en la cama del río Río Salado. La actividad de los geysers no es estable con el tiempo; los cambios en el suministro de agua o en las propiedades del conducto que los suministra pueden causar cambios en su actividad eruptiva. Estos cambios pueden desencadenarse por eventos de precipitación o terremotos y en El Tatio geyser cambios de comportamiento se han relacionado con el terremoto de 2014 Iquique y un evento de precipitación de 2013. El agua de los geysers es de 80–85 °C (176–185 °F) caliente.
• Las piscinas de mud son a menudo burbujeantes, con la fuente de barro caliente. Se encuentran principalmente en los bordes del campo geotérmico y a menudo producen agua altamente ácido; convierte rocas a las arcillas. También se han registrado piscinas inmersas de agua en El Tatio.

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  Una ventilación rodeada de rocas amarillas

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  Geyser cone

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  Geyser cone

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  Geyser cone

Geología

La subducción de la Placa de Nazca debajo de la Placa Sudamericana es responsable de la formación de los Andes. El vulcanismo no ocurre a lo largo de toda la longitud de los Andes; Hay tres zonas volcánicas llamadas Zona Volcánica del Norte, Zona Volcánica Central y Zona Volcánica del Sur, todas separadas por áreas sin vulcanismo de la edad del Holoceno.

El Tatio y varios otros campos geotérmicos como Sol de Mañana son parte del complejo volcánico Altiplano-Puna. La región estuvo dominada por el vulcanismo andesítico que produjo flujos de lava hasta finales del Mioceno, luego tuvo lugar una actividad de ignimbrita a gran escala hace entre 10 y 1 millón de años. Este vulcanismo de ignimbrita es parte del APVC propiamente dicho y produjo alrededor de 10.000 kilómetros cúbicos (2.400 millas cúbicas) de ignimbritas, cubriendo una superficie de 50.000 kilómetros cuadrados (19.000 millas cuadradas). La actividad del APVC continuó hasta el Holoceno con la emisión de voluminosos domos de lava y flujos de lava, y Tatio fue uno de los últimos centros volcánicos del APVC en entrar en erupción; El actual levantamiento del volcán Uturunku en Bolivia puede indicar una actividad continua del APVC. El APVC está sustentado por una gran cámara de magma con forma de alféizar, el Cuerpo de Magma Altiplano-Puna; varios volcanes y sistemas geotérmicos, incluido El Tatio, están asociados geográficamente con el Cuerpo de Magma Altiplano-Puna.

La caldera de Laguna Colorada se encuentra al este de El Tatio. El terreno de El Tatio está formado por sedimentos del Jurásico-Cretácico de origen marino y volcánico, formaciones volcánicas del Terciario-Holoceno que se emplazaron en diversos episodios, y sedimentos recientes formados por glaciares, aluviones, coluviones y material formado por el campo geotérmico, como sinterizar. Las formaciones volcánicas llenan el graben de Tatio, incluida la ignimbrita del Río Salado del Mioceno y volcanes relacionados que alcanzan espesores de 1.900 metros (6.200 pies) en algunos lugares, la ignimbrita Sifón, la ignimbrita Puripicar del Plioceno y la ignimbrita del Tatio del Pleistoceno; la ignimbrita Puripicar aflora más al oeste. Los volcanes activos en el área incluyen Putana y Tocorpuri.

La alteración hidrotermal de la roca rural en El Tatio ha producido grandes depósitos de minerales de alteración como illita, nobleita, esmectita, teruggita y ulexita. Las partes de la cumbre de varios volcanes del grupo volcánico El Tatio han sido blanqueadas y descoloridas por la actividad hidrotermal.

Hidrología

La mayor parte del agua que descargan las aguas termales parece originarse como precipitación, que ingresa al suelo al este y sureste de El Tatio. La fuente de calor del complejo parece ser la caldera Laguna Colorada, el grupo volcánico El Tatio, las calderas Cerro Guacha y Pastos Grandes o el Cuerpo de Magma Altiplano-Puna. El movimiento del agua en el suelo está controlado por la permeabilidad del material volcánico y el bloque tectónico Serranía de Tucle-Loma Lucero al oeste de El Tatio que actúa como obstáculo. A medida que avanza por el suelo, adquiere calor y minerales y pierde vapor por evaporación. A diferencia de los campos geotérmicos en las partes más húmedas del mundo, dado el clima seco de la zona, la precipitación local tiene poca influencia en la hidrología de las aguas termales en El Tatio. A esta agua no se mezcla ni agua magmática ni agua de precipitaciones locales. El tiempo que tarda el agua en recorrer todo el camino desde la precipitación hasta los manantiales se considera de 15 años o más de 60, y las tres cuartas partes del calor se transportan mediante vapor.

El agua viaja a través de una serie de acuíferos que corresponden a formaciones rocosas permeables, como las ignimbritas Salado y Puripicar, las dacitas de Tucle, así como a través de fallas y fracturas en la roca. Asciende abruptamente bajo El Tatio y parece estar confinado entre sistemas de fallas con tendencia noreste, como la "falla del Tatio". Se han identificado tres reservorios geotérmicos separados, que se encuentran debajo de los Cerros del Tatio y se extienden hasta el volcán La Torta; están conectados y formados parcialmente en cavidades formadas por fallas. La ignimbrita de Puripicar parece ser el principal reservorio hidrotermal, con temperaturas que alcanzan los 253 °C (487 °F). La producción calorífica total de El Tatio es de aproximadamente 120-170 MW. El sistema hidrotermal debajo de El Tatio parece extenderse al vecino sistema La Torta.

Dependiendo de la temporada, las aguas termales producen 0,25–0,5 m³/ s de agua a temperaturas que alcanzan el punto de ebullición local. El agua es rica en minerales, especialmente cloruro de sodio y sílice. Otros compuestos y elementos en orden creciente de concentración son antimonio, rubidio, estroncio, bromo, magnesio, cesio, litio, arsénico, sulfato, boro, potasio y calcio. El carbono inorgánico (carbonato) se encuentra en bajas concentraciones.

Algunos de estos minerales son tóxicos, especialmente el arsénico, que contamina varias aguas de la región. Las concentraciones de arsénico en las aguas de El Tatio pueden alcanzar 40–50 mg/L, una de las concentraciones más altas encontradas en aguas termales de todo el mundo – y 11 g/kg en sedimentos. El Tatio, que produce alrededor de 500 toneladas por año (16 toneladas largas/m), es una fuente principal de arsénico en el sistema del Río Loa, y la contaminación por arsénico en la región se ha relacionado con problemas de salud de la población.

La composición de estas termas no es uniforme en El Tatio, disminuyendo el contenido de cloruros desde los manantiales del norte sobre los del suroeste hasta los manantiales del este, donde el sulfato es más frecuente. Este enriquecimiento de sulfato parece ser impulsado por la evaporación impulsada por vapor del agua termal, y el sulfato se forma cuando el oxígeno atmosférico oxida el sulfuro de hidrógeno. Por otro lado, la disminución del contenido de cloruro parece deberse a que el drenaje proveniente del este diluye los sistemas de manantiales del sur y del oeste y especialmente del este.

Fumarolas

Las salidas de vapor son particularmente notables en las horas de la mañana, cuando las columnas de vapor que emanan de ellas son visibles, y se han encontrado temperaturas de 48,3 a 91,6 °C (118,9 a 196,9 °F). El dióxido de carbono es el gas fumarola más importante, seguido del sulfuro de hidrógeno. La cantidad de agua en relación con estos dos gases es variable, probablemente debido a la condensación de agua en el suelo.

Los componentes adicionales incluyen argón, helio, hidrógeno, metano, neón, nitrógeno y oxígeno. Como es característico de los gases de fumarola en los límites de placas convergentes, gran parte de este nitrógeno no es atmosférico. Sin embargo, el aire atmosférico también interviene en la generación de la química de los gases de las fumarolas de El Tatio.

Composición de los depósitos de manantial

El ópalo es el componente más importante del sinterizado asociado con las aguas termales; la halita, la silvita y el rejalgar son menos comunes. Este predominio del ópalo se debe a que normalmente las condiciones favorecen su precipitación del agua pero no de otros minerales, y se produce tanto en ambientes subacuáticos como en superficies que sólo ocasionalmente se mojan. Durante la precipitación, el ópalo forma pequeñas esferas que pueden acumularse y depósitos vítreos.

La halita y otras evaporitas se encuentran más comúnmente en las superficies de sinterización fuera de las aguas termales, y aunque el ópalo también domina estos ambientes, se encuentran sassolita y teruggita además de los cuatro minerales antes mencionados en los depósitos de descarga. También se ha identificado cahnita en depósitos de sinterizado. Dentro de las cavidades del sinterizado se encuentran minerales volcánicos como la plagioclasa y el cuarzo. La arenisca formada por flujos de escombros y material volcánico redepositado se encuentra incrustada en sinterizado en algunas localidades. Finalmente, el antimonio, el arsénico y el calcio forman depósitos sulfurosos en algunos manantiales.

Se han identificado varias facies en núcleos de perforación a través del sinterizado, incluidas estructuras arborescentes, columnares, de empalizada fenestral, laminadas (tanto inclinadas como planas), de partículas, espiculares y en penachos. Estas estructuras contienen cantidades variables de microfósiles y se formaron a diversas temperaturas y ubicaciones de montículos de sinterización individuales. Microorganismos y materiales como el polen se encuentran integrados dentro de los depósitos de sinterización. La velocidad a la que se deposita el sinter se ha estimado en 1,3 a 3,4 kilogramos por metro cuadrado por año (0,27 a 0,70 pdr/pie cuadrado/a).

Clima y biología

El clima es seco con alrededor de 44 milímetros (1,7 pulgadas) de precipitación por año. La mayor parte cae entre diciembre y marzo, un patrón de precipitación mediado por el monzón sudamericano y por la alta presión del Pacífico Sur, responsable del clima seco. Todos los Andes centrales eran más húmedos en el pasado, lo que provocó la formación de lagos como el lago Tauca en el Altiplano. Esto, y un clima más frío, provocaron el desarrollo de glaciares en El Tatio, que han dejado morrenas.

Además, la región es bastante ventosa, con velocidades medias del viento de 3,7 a 7,5 metros por segundo (12 a 25 pies/s), lo que influye en las aguas termales al mejorar la evaporación e impartir un crecimiento direccional a ciertos depósitos de sinterización en forma de dedos. Las tasas de evaporación por mes alcanzan los 131,9 milímetros (5,19 in) y facilitan la deposición de sinterizados. Existe un ciclo diurno en el viento y la humedad atmosférica, sin viento y alta humedad durante la noche y viento con baja humedad durante el día. La presión atmosférica a esta altura cae a aproximadamente 0,58 atmósferas, lo que reduce el punto de ebullición del agua a aproximadamente 86 °C (187 °F).

Aparte de las precipitaciones, la zona se caracteriza por variaciones extremas de temperatura entre el día y la noche, que pueden alcanzar los 40 °C (72 °F) e inducir ciclos de congelación y descongelación. La Dirección General del Agua de Chile opera una estación meteorológica en El Tatio; según datos de esta estación, la temperatura del aire promedia 3,6 °C (38,5 °F) y la precipitación es de 250 milímetros por año (9,8 pulgadas/año). El Tatio presenta además una alta insolación ultravioleta (UV), que puede alcanzar 33 W/m2 UV-A y 6 W/m² UV-B. La baja presión atmosférica y la alta radiación ultravioleta han llevado a los científicos a tratar a El Tatio como un análogo de los ambientes de Marte.

La vegetación de pastizales secos de la región se clasifica como puna seca de los Andes centrales y se encuentra por encima del límite de los árboles. En El Tatio y alrededores se han identificado unas 90 especies vegetales, como las endémicas Adesmia atacamensis, Calceolaria stellariifolia, Junellia tridactyla y Opuntia conoidea. Los pastos de matas como Anatherostipa, Festuca y Stipa se encuentran a una altura de 3.900 a 4.400 metros (12.800 a 14.400 pies), mientras que las plantas en forma de roseta y cojín alcanzan elevaciones. de 4.800 metros (15.700 pies); estos incluyen Azorella, Chaetanthera, Mulinum, Senecio, Lenzia, Pycnophyllum y Valeriana. Las especies de matorrales incluyen Lenzia chamaepitys, Senecio puchii y Perezia atacamensis, mientras que Arenaria rivularis, Oxychloe andina y Zameioscirpus atacamensis crecen en humedales. La vegetación ribereña se encuentra a lo largo del Río Salado. Entre los animales de la región se encuentran chinchillas y viscachas y llamas, principalmente la vicuña.

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  Vicuñas en El Tatio

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  Una yareta creciendo entre rocas

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  Paisaje de la región de El Tatio

Biología de primavera

El campo geotérmico El Tatio está poblado por diversas plantas, microbios y animales. Los respiraderos son un ambiente extremo, dada la presencia de arsénico, la gran cantidad de radiación UV que recibe El Tatio y su gran elevación.

Las aguas termales tienen comunidades microbianas características asociadas que dejan rastros fósiles característicos en los depósitos de los manantiales; Las condiciones ambientales en la Tierra primitiva se parecían a las de las fuentes termales con una exposición potencialmente alta a la radiación ultravioleta, ya que la capa de ozono aún no existía y la vida probablemente se desarrolló en tales condiciones. Además, el metabolismo microbiano del arsénico influye en su toxicidad y en los efectos de la contaminación por arsénico.

Microorganismos

Los biofilms y los tapetes microbianos están omnipresentes en El Tatio, entre ellos Arthrospira, Calothrix, Fischerella, Leptolyngbya, Cianobacterias Lyngbya y Phormidium, que forman esteras dentro de las aguas termales que cubren las superficies sólidas, incluidos los oncoides y el sinterizado. En otros lugares, los tres géneros antes mencionados forman estructuras estromatolíticas o balsas flotantes de esteras burbujeantes. Las alfombras tienen texturas copetudas, en capas y cónicas y sus colores incluyen naranja y verde oliva; Dan color a los canales y piscinas. Otros géneros de cianobacterias reportados en El Tatio son Chroococcidiopsis, Chlorogloeocystis, Chroogloeopsis, Fischerella, Synechococcus y Termosynechococcus. También se han encontrado bacterias distintas de las cianobacterias en las esteras y el sinterizado; incluyen bacterias heterótrofas como Isosphaera pallida.

Existe una gradación térmica de microorganismos: las aguas más calientes albergan bacterias verdes e hipertermófilas Chloroflexus, cianobacterias a temperaturas del agua inferiores a 70–73 °C (158–163 °F) y diatomeas a temperaturas aún más bajas. Se han encontrado tapetes microbianos en otras fuentes termales del mundo como Yellowstone y Steamboat Springs, ambas en Estados Unidos, y Nueva Zelanda, pero son más delgadas en El Tatio.

Estas esteras a menudo reemplazan su material orgánico con ópalo y, por lo tanto, terminan formando gran parte del sinterizado, que tiene texturas biogénicas características, como filamentos y láminas. Estas texturas biogénicas se han observado en depósitos de sinterizado en todo el mundo y generalmente son de origen microbiano; en El Tatio a veces presentan bacterias aún vivas que pueden quedar sepultadas y preservadas dentro de los depósitos de sinterizado. En el caso de El Tatio, estas texturas biogénicas se conservan especialmente bien en el sinterizado depositado por el agua que mana de los manantiales. Chloroflexus es una bacteria verde filamentosa termófila que se encuentra en las aguas calientes de Yellowstone; Esta bacteria puede haber formado estructuras filamentosas dentro de los conos de géiser en El Tatio. En cambio, en los conos de salpicadura, los microbios tipo Synechococcus son responsables de estructuras que se parecen a las de las fuentes termales. El sinterizado absorbe gran parte de la radiación ultravioleta, protegiendo a los microorganismos que habitan dentro del sinterizado contra esta radiación dañina, aunque también absorbe la luz necesaria para la fotosíntesis.

En las aguas de El Tatio también se encuentran diatomeas, incluidas las especies Synedra, que suelen encontrarse adheridas a sustratos filamentosos, y en las aguas se encuentran algas. Entre las bacterias identificadas en las aguas algo más frías se encuentran Bacteroidota y Pseudomonadota, con especies Thermus en las aguas calientes. Se han cultivado varios arqueos en las aguas de El Tatio, con aguas termales que producen Thermoproteota (antes crenarchaea), desulfurococcales y metanobacterias. Una especie, Methanogenium tatii, ha sido descubierta en El Tatio y es un metanógeno recuperado de una piscina tibia. El nombre de la especie se deriva del campo geotérmico y otros metanógenos pueden estar activos en El Tatio.

Macroorganismos

En la cuenca superior del géiser, se ha observado que la vegetación crece dentro de áreas termales, como un pantano termal. Un humedal, conocido como Vega Rinconada, con respiraderos hidrotermales se encuentra al oeste de la cuenca superior del géiser. Las especies animales que se encuentran en El Tatio incluyen el caracol Heleobia y la rana Rhinella spinulosa. Las larvas de esta rana en El Tatio viven en agua con temperaturas aproximadamente constantes de 25 °C (77 °F) y muestran patrones de desarrollo atípicos en comparación con ranas de la misma especie que se desarrollaron en lugares con temperaturas del agua más variables. Se han recuperado especies de lagarto Liolaemus en la zona del géiser.

Analogías con Marte

La actividad hidrotermal en El Tatio se ha utilizado como analogía de los procesos que tuvieron lugar en Marte primitivo. Algunas microestructuras encontradas en Columbia Hills en el relieve de Home Plate son similares a estas estructuras biogénicas en El Tatio, pero no implican necesariamente que las microestructuras de Marte sean biogénicas.

Historia geológica

Durante el Plioceno-Cuaternario la Cordillera Occidental estuvo sujeta a tectónica extensional. Un sistema de falla relacionado estaba activo; está vinculado a Sol de Mañana en Bolivia y controla la posición de varios respiraderos en El Tatio. La intersección entre los lineamientos con tendencia noroeste-sureste, norte-noroeste-sur-sureste en El Tatio se ha correlacionado con la aparición de actividad geotérmica. Originalmente se interpretó que la tectónica del área de El Tatio reflejaba la existencia de un graben antes de que se identificara un régimen tectónico compresivo.

Se colocó una serie de ignimbritas. La primera fue la ignimbrita del Río Salado, de entre 10,5 y 9,3 millones de años, que forma una capa de 1.800 metros (5.900 pies) de espesor; esto podría implicar que la fuente de esta ignimbrita estuviera cerca de El Tatio. La ignimbrita del Río Salado aparece en otros lugares como dos unidades de flujo, con diferentes colores, y cerca de El Tatio es cristalina y densamente soldada. Le siguió la voluminosa ignimbrita Sifón, de 8,3 millones de años de antigüedad, que alcanza un espesor de unos 300 metros (980 pies) en la zona. La ignimbrita Puripicar del Plioceno alcanza un espesor similar y luego fue deformada por fallas.

Este fuerte vulcanismo de ignimbrita está asociado con la actividad del complejo volcánico Altiplano-Puna, que ha producido ignimbritas de dacita de gran volumen y calderas considerables, a partir del Mioceno medio. Entre estos, Cerro Guacha, La Pacana, Pastos Grandes y Vilama produjeron supererupciones.

La ignimbrita de Tatio fue emplazada hace 710.000 ± 10.000 años, mientras que las volcánicas de Tucle datan de hace 800.000 ± 100.000 años. La ignimbrita alcanza un volumen de 40 kilómetros cúbicos (9,6 cu mi) y aflora sobre una superficie de 830 kilómetros cuadrados (320 sq mi). La ignimbrita de Tatio contiene piedra pómez y cristales riolíticos, mientras que las volcánicas de Tucle son andesíticas e incluyen tanto lava como tobas. La ignimbrita de El Tatio se acumuló en el área de El Tatio y puede haberse originado en el domo de riolita de Tocorpuri, que tiene menos de un millón de años, en un respiradero ahora enterrado debajo del grupo volcánico de El Tatio, o en la caldera de Laguna Colorada.

También se ha fechado que el grupo volcánico El Tatio tiene menos de un millón de años de antigüedad, y sus lavas se superponen a las formaciones más antiguas. El volcán Tatio hizo erupción de lavas máficas probablemente durante el Holoceno; Posteriormente, este volcán fue reinterpretado como del Pleistoceno. Los datos petrológicos sugieren que con el tiempo las lavas en erupción del grupo volcánico El Tatio se han vuelto más máficas, siendo los productos más antiguos andesíticos y los posteriores basáltico-andesíticos.

No hay vulcanismo histórico registrado en el área de El Tatio y el vulcanismo no la ha afectado directamente durante aproximadamente 27.000 años. A partir de las tasas de precipitación de sinterizado y del espesor de los depósitos de sinterizado, se ha estimado que los sinterizados de El Tatio comenzaron a formarse hace entre 4.000 y 1.500 años; Sin embargo, estas estimaciones de edad no se basaron en la datación directa de los depósitos, y los depósitos de sinterización más antiguos se extienden más allá del campo geotérmico actual. Posteriormente, la datación por radiocarbono de los depósitos de sinterizado encontró que su deposición comenzó después del final de la última edad de hielo, una observación respaldada por la presencia de depósitos glaciales debajo del sinterizado y la datación por radiocarbono evidencia de que la deposición de sinterizado comenzó después de que los glaciares se retiraron. La investigación publicada en 2020 sugiere que la actividad geotérmica comenzó en la parte sur del campo hace entre 27.000 y 20.000 años y se extendió hacia el norte, alcanzando la parte occidental del campo hace menos de 4.900 años. Se han encontrado variaciones seculares en la tasa de deposición, con un aumento observado en los últimos 2.000 años.

Explotación geotérmica

La energía geotérmica proviene del calor interno de la Tierra, donde el flujo de calor es lo suficientemente alto como para usarse para calefacción y generación de energía eléctrica. En Chile, varios obstáculos legales y económicos han impedido hasta ahora un desarrollo sustancial de la energía geotérmica.

Las primeras referencias a la energía geotérmica en El Tatio se remontan a principios del siglo XX, cuando una sociedad privada "Comunidad de El Tatio" Fue fundada por italianos en Antofagasta y empleó ingenieros italianos de Larderello, que en 1921 y 1922 exploraron el campo. Problemas técnicos y económicos impidieron que este primer esfuerzo siguiera avanzando. Los estudios de viabilidad en el norte de Chile identificaron a El Tatio como un sitio potencial para la generación de energía geotérmica, y en las décadas de 1960 y 1970 se llevaron a cabo prospecciones a gran escala. En 1973 y 1974, se perforaron pozos y se estimó que si los recursos geotérmicos se explotaran por completo, alrededor de 100–400 Se podrían producir megavatios de energía eléctrica. También en 1974 se construyó una planta desaladora en El Tatio, que todavía se podía ver allí en 2003; En El Tatio se desarrolló un proceso de desalinización térmica, que podría usarse tanto para crear agua dulce como salmuera que podría reprocesarse para obtener minerales valiosos. La perforación alteró sustancialmente el comportamiento de las aguas termales; Ya en noviembre de 1995, los informes indicaban que varios géiseres habían desaparecido o se habían convertido en fuentes termales y fumarolas.

El Tatio es remoto y esto, junto con las dificultades económicas, llevó finalmente al abandono de los esfuerzos de generación de energía; Un proceso de licitación de derechos de exploración en 1978 para atraer empresas privadas a El Tatio fue interrumpido por cambios de gobierno y hasta el año 2000 los programas de desarrollo geotérmico estuvieron paralizados.

Más recientemente, en la década de 2000, varias empresas expresaron interés en reiniciar proyectos de energía geotérmica en El Tatio. Una disputa sobre el suministro de gas para el norte de Chile desde Argentina en 2005 ayudó a impulsar el proyecto, y después de una revisión de impacto ambiental en 2007, el gobierno chileno otorgó en 2008 una concesión para desarrollar recursos geotérmicos en el campo, con un rendimiento esperado de aproximadamente 100- 40 megavatios. Se emitieron los primeros permisos de perforación para el área de Quebrada de Zoquete a 4 kilómetros (2,5 millas) del campo principal.

Controversia

El 8 de septiembre de 2009, un pozo más antiguo en El Tatio que estaba siendo reutilizado explotó, generando una fuente de vapor de 60 metros (200 pies) de altura que no se tapó hasta el 4 de octubre. El operador del proyecto geotérmico restringió el acceso al respiradero y afirmó a través del gerente técnico del proyecto geotérmico El Tatio que el reventón no representaba una amenaza para los manantiales ni para los turistas que visitaban El Tatio y la Empresa Nacional de Geotermia. que lo opera negó cualquier responsabilidad por el incidente.

El proyecto había encontrado anteriormente la oposición de la población atacameña local, debido a preocupaciones sobre el daño ambiental y la importancia religiosa del agua en la región. Antes del incidente, un número del periódico en inglés The Economist había llamado la atención sobre las consecuencias adversas de la extracción de energía geotérmica; El incidente desencadenó una gran controversia sobre la energía geotérmica, con ramificaciones más allá de Chile. La controversia ganó amplia atención nacional e internacional e involucró manifestaciones públicas contra el proyecto, como la marcha de dos mujeres a la capital Santiago para defender el campo geotérmico. Posteriormente, las autoridades ambientales de Antofagasta suspendieron el proyecto geotérmico El Tatio, y la empresa Geotérmica del Norte responsable del proyecto recibió fuertes críticas y fue objeto de acciones legales. Sin embargo, tanto los Ministros de Minería como de Energía advirtieron contra la estigmatización de la energía geotérmica y algunas autoridades locales no estuvieron de acuerdo con el rechazo. El director del Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN) afirmó que la empresa no tenía planes de manejar tal situación. La empresa Geotérmica del Norte fue multada con 100 UTM [es] (unidad de cuenta chilena para multas y sanciones) por violar planes de mitigación, multa confirmada en 2011 por la Corte de Apelaciones de Santiago. Los casos judiciales relacionados con el campo Tatio llegaron hasta la Corte Interamericana de Derechos Humanos.

Las disputas entre la industria y la comunidad han ocurrido antes en el norte de Chile, generalmente vinculadas a conflictos sobre el uso del agua, que fue en gran parte privatizada durante la era Pinochet; Durante la controversia del Tatio, la generación de energía y las relaciones entre el gobierno chileno y las comunidades nativas también ganaron protagonismo entre los temas en disputa. Un factor importante en la controversia de Tatio es el papel de la industria turística, que vio el proyecto geotérmico como una amenaza; Este tipo de conflicto entre industrias era inusual. Los proyectos geotérmicos en Nueva Zelanda y Estados Unidos han provocado la extinción de los géiseres. Si bien el incidente finalmente no resultó en cambios duraderos en los géiseres de El Tatio, la atención generalizada de los medios sí creó publicidad adversa y oposición social contra la energía geotérmica en Chile.

Turismo

El Tatio es un destino turístico, con un importante número de viajeros tanto de Chile como de otros países. Este turismo es un recurso económico importante para la región, y el sitio es administrado por la población atacameña local como parte de una tendencia más amplia de cooperación entre comunidades nativas y sitios patrimoniales de la región. Unos 100.000 turistas visitan cada año El Tatio. En 2009, más de 400 visitantes diarios visitaban los géiseres, aproximadamente el 90 por ciento de todo el turismo en San Pedro de Atacama, desde donde se puede llegar a El Tatio. Además de ver los géiseres, bañarse en agua caliente, contemplar el paisaje natural y visitar los pueblos atacameños de los alrededores con sus construcciones de adobe son otras actividades posibles en El Tatio. Se han documentado impactos ambientales como la contaminación y el vandalismo de los accidentes geográficos geotérmicos.

El Tatio presenta algunos peligros típicos de las zonas geotérmicas. La exposición a los gases calientes y al agua puede provocar quemaduras, y tanto las erupciones repentinas de géiseres y fuentes como el suelo frágil sobre los respiraderos y sobre el agua hirviendo, ocultos bajo finas capas de tierra sólida, aumentan el riesgo para los viajeros desprevenidos. El sitio se encuentra a gran altura, lo que con frecuencia provoca mal de altura, y el clima frío y seco crea un peligro mayor. El gobierno chileno recomienda a los turistas llevar ropa abrigada, protector solar y agua mineral.

Las comunidades indígenas de Toconce y Caspana administran los géiseres. En 2002, El Tatio fue declarado parte de "zona de interés turístico"; clasificación que implica que las instituciones locales deberían desarrollar un plan de acción para inducir el desarrollo del turismo. En 2009, José Antonio Gómez Urrutia, entonces senador de Chile por la región de Antofagasta, propuso que El Tatio fuera declarado santuario natural (un tipo de área protegida); la moción parlamentaria correspondiente fue aprobada en el mismo año. En 2010, la zona de El Tatio fue declarada área protegida, con una superficie de 200 kilómetros cuadrados (20.000 ha). En ese momento no estaba claro cuál sería el estatus exacto, y el Secretario de Agricultura regional propuso que se convirtiera en parque nacional. En 2022, la Unión Internacional de Ciencias Geológicas lo incluyó entre sus 100 sitios patrimoniales.