Dr. Percy Denyer

Dr Percy DenyerDr Percy Denyer
Soy geólogo de la Escuela Centroamérica de Geología de la Universidad de Costa Rica, y hemos estado durante los últimos años realizando investigaciones especialmente en la Península de Santa Elena y alrededores, en colaboración con otros científicos nacionales e internacionales y con el apoyo del Programa de Investigación del ACG.

Igualmente utilizamos esta importante región geológica como sitio donde traemos nuestros estudiantes para conocer e investigar los diferentes aspectos geológicos que se encuentran en el ACG y su entorno.

Actualmente nos encontramos realizando el proyecto: ORIGEN, PROCESOS MAGMÁTICOS Y SIGNIFICADO TECTÓNICO DE LA PENÍNSULA DE SANTA ELENA, COSTA RICA: Caracterización meteórica de δ18O y δ2H en la península de Santa Elena, Costa Rica, que cuenta, entre otros con los siguientes colaboradores:

Dr. Esteban Gazel, Universidad de Columbia
Dr. Jonathan E. Snow, Universidad de Houston
Dr. Ricardo Sánchez-Murillo, Universidad of Idaho / Laboratorio de Isótopos Estables de la
Universidad Nacional, Heredia, Costa Rica.

 

El Dr Percy Denyer en un curso de geología para el personal del Programa de Sectores de ACGEl Dr Percy Denyer en un curso de geología para el personal del Programa de Sectores de ACG
Nota: En marzo del 2011, mediante el decreto ejecutivo Nº 36574-MINAET, se declara la de interés publico las actividades tendientes a la investigación, conservación y divulgación de la Península de Santa Elena que insta a las instituciones y entidades académicas a colaborar en investigar, conservar y divulgar el valor de este patrimonio natural, científico e histórico y de los recursos geológicos que lo componen.

pdfDecreto_Declaratoria_Interés_Santa_Elena.pdf389.06 KB

Nuestros objetivos el 2012 y 2013 es realizar un mapa de orientación de los diques en la península de Santa Elena, con el propósito de establecer si la arquitectura de estos conductos magmáticos corresponde con una dorsal oceánica, un arco de islas (como Costa Rica, Nicaragua o las Marinas) o una isla oceánica (Hawaii, Galápagos). Además de la estructura datos geoquímicos y dataciones radiométricas van a ser producidos para complementar el trabajo de campo con un componente analítico. 

 

Geológica de la Península de Santa Elena:

Estructura geológica de la península

La península de Santa Elena es una de las regiones geológicamente más interesantes, donde se puede observar diversos procesos notables y únicos de la historia geológica de Costa Rica. Es un lugar donde se pueden estudiar los orígenes más intrínsecos del territorio costarricense.

Hasta el momento se sabe que  una primera emersión del territorio ocurrió hace alrededor de 80 millones de años. Se interpreta que esta emersión fue causada porque una porción de terreno, que provenía directamente del manto terrestre, y que se conoce con el nombre de Nappe de Santa Elena (Fig. 1, Fig. 2), literalmente se montó sobre otro terreno que se conoce como el Complejo de Acreción de Santa Rosa (Fig. 1). 

Fig. 1: Mapa geológico de la península de Santa Elena.Fig. 1: Mapa geológico de la península de Santa Elena.

Fig. 2: Relación entre las rocas del manto terrestre (peridotitas), con un π en la figura y los diques de dolerita que dejaron a las peridotitas como fragmentos aislados en la roca. Fotografía de punta Santa Elena.Fig. 2: Relación entre las rocas del manto terrestre (peridotitas), con un π en la figura y los diques de dolerita que dejaron a las peridotitas como fragmentos aislados en la roca. Fotografía de punta Santa Elena.
El Complejo de Acreción de Santa Rosa corresponde con rocas oceánicas, es decir rocas sedimentarias formadas a gran profundidad por la acumulación de radiolarios, junto con flujos de basaltos y que fueron obducidas y adheridas o acrecionadas al contienente.

La presencia de una topografía irregular, con zonas marinas poco profundas hizo posible la existencia de condiciones ecológicas aptas para la formación de comunidades arrecifales, que en ésta época no eran colonizadas por corales, sino por asociaciones de moluscos bivalvos, adaptados a la vida en arrecifes, denominados rudistas (Fig. 2), que vivieron hace unos 75 millones de años, en esta región, provenientes del paleo mar caribe y del mar de Thethys. Posteriormente se produjo una subsidencia/hundimiento de la cuenca  o aumento en el nivel del mar, que permitió la depositación  de sedimentos en el fondo marino y talud continental, los cuales cubrieron todas las rocas mencionadas anteriormente entre hace unos  70 y 30 millones de años aproximadamente.

Fig. 2: Fotografía de rudistas, de edad Campaniano (aprox. 75 millones de años)Fig. 2: Fotografía de rudistas, de edad Campaniano (aprox. 75 millones de años)
Fig. 3: Lavas en almohadilla en las islas Murciélago, se nota el basculamiento de planos originalmente horizontales, ahora inclinados más que 45°. Se indica el ángulo α de inclinación de las almohadillas con respecto a la horizontal.Fig. 3: Lavas en almohadilla en las islas Murciélago, se nota el basculamiento de planos originalmente horizontales, ahora inclinados más que 45°. Se indica el ángulo α de inclinación de las almohadillas con respecto a la horizontal.
Posterior a los 30 millones de años, cuando los sedimentos deobertura se convirtieron en roca sólida, ocurrió una compresión de la corteza terrestre, que los geólogos denominan como evento tectónico, con dirección variable, entre norte-sur y nor-noreste y sur-suroeste, que volcó hacia el norte las rocas ígneas (almohadillas) de las islas Murciélago (Fig. 3), el Nappe de Santa Elena, el Complejo de Acreción de Santa Rosa y parte de la cobertura sedimentaria, además de causar un plegamiento de estas mismas rocas sedimentarias (Fig. 4). Esta tectónica causó la emersión de toda la secuencia rocosa que comenzó a erosionarse, proceso que duró unos 15 millones de años.

Fig. 4: Rocas sedimentarias cuyos estratos eran originalmente horizontales, hoy a causa de los esfuerzos tectónicos están inclinados hacia el norte en la península de Santa Elena.Fig. 4: Rocas sedimentarias cuyos estratos eran originalmente horizontales, hoy a causa de los esfuerzos tectónicos están inclinados hacia el norte en la península de Santa Elena.

Sobre la superficie erosionada, hace unos 8 millones de años se inició un vulcanismo (flujos de ignimbritas provenientes de la cordillera de Guacanacaste) que comenzó a cubrir la superficie erosionada, y dejó una topografía muy plana.

Actualmente toda esta secuencia de rocas está siendo erosionada, y parcialmente cubierta por los sedimentos de los ríos actuales (aluviones).

Procesos Magmáticos en la Península de Santa Elena

Fig. 5. Diques de diabasa (magmas basálticos, color gris) cortando las rocas del manto (peridotitas, color verde/café). Este afloramiento muestra el proceso “fosilizado” de transporte de magmas del manto terrestre a la corteza para formar volcanes.Fig. 5. Diques de diabasa (magmas basálticos, color gris) cortando las rocas del manto (peridotitas, color verde/café). Este afloramiento muestra el proceso “fosilizado” de transporte de magmas del manto terrestre a la corteza para formar volcanes.
La presencia de una sección del manto terrestre que estuvo a una profundidad de 50-70 km y hoy se encuentra expuesta  a lo largo de la península de Santa Elena, la hacen un punto clave para el estudio de la historia natural de América Central y de la región Caribe. En los últimos años hemos realizado un estudio multidisciplinario que incluye un mapa de las unidades geológicas, la caracterización geoquímica de las diferentes unidades y la determinación de la edad geológica.  Durante el 2011 se catalogaron los afloramientos alrededor de la costa SE y S de la península con el objetivo de entender los procesos de transporte de magma que hoy están “fosilizados” en diques que cortan las peridotitas (Fig 5). 

 

Proceso de Serpentinización

Fig. 6. Microfotografía de un sección delgada polarizada de una peridotita serpentinizada de la península de Santa Elena. Los minerales con colores son olivinos cortados por venas de serpentina color gris. Fig. 6. Microfotografía de un sección delgada polarizada de una peridotita serpentinizada de la península de Santa Elena. Los minerales con colores son olivinos cortados por venas de serpentina color gris.
El manto terrestre está formado de rocas con alto contenido de hierro y magnesio  llamadas peridotitas. Cuando estas rocas se funden, se producen magmas y una vez estos magmas escapan a las superficies, forman volcanes. Los elementos que forman hoy la corteza terrestre y la atmosfera han provenido de una manera directa o indirecta del interior del planeta por medio de fusión del manto terrestre. Uno de los principales compontes mas importantes (>50%) de las rocas del manto terrestre es el mineral olivino (Fe, Mg)2O4 (Fig. 6).  El olivino se forma a condiciones de muy alta presión y temperatura en condiciones anhídricas.  Una vez este mineral es expuesto en la superficie terrestre reacciona con el agua y se altera a un mineral secundario llamado serpentina.  Las serpentinas son un grupo muy complejo y diverso de minerales, y el proceso de serpentinización es de particular interés por la precipitación de carbonatos, principalmente MgCO3. La producción de un carbonato hace que el proceso de serpentinización sea atractivo como una alternativa para secuestrar CO2.

Los objetivos en el 2012-2013 de este proyecto van  ser estudiar los proceso de serpentinización activos en la península. Para cumplir estos objetivos es necesario recolectar datos geoquímicos en manantiales en contacto con la peridotita y carbonatos (travertino). Estos datos van a ser el sustento para probar nuestra hipótesis de que los procesos de serpentinización pueden ocurrir a bajas temperaturas. Los datos de la campaña de Enero de 2013 serán la base para una propuesta de investigación que será envidada a la NASA.