Estudio de la emisión difusa de dióxido de carbono y cuantificación de la energía térmica liberada por la caldera del Cerro Galán, Puna austral

• Autores: Massenzio, Antonella
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Agusto, Mariano Roberto; Chiodi, Agostina Laura
• Materia: ALTIPLANO-PUNA; DESGASIFICACION DIFUSA DEL SUELO; FUENTES DE CO2; FLUJO TERMICO; MINERALIZACION SECUNDARIA; ALTIPLANO-PUNA; DIFFUSE SOIL DEGASSING; CO2 SOURCES; THERMAL FLUX; SECONDARY MINERALISATION
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Los sistemas geotermales de alta temperatura, asociados al magmatismo del Neógeno-Holoceno en la Cordillera de los Andes, representan objetivos ideales para la exploración y, potencialmente, la generación de energía geotérmica. En particular, los sistemas geotermales vinculados a calderas suelen albergar grandes y duraderos reservorios de calor y fluidos. Un ejemplo prometedor en la Puna Austral es la caldera del Cerro Galán, como lo evidencian estudios geoquímicos previos. Esta tesis aplica nuevas herramientas de la geoquímica de fluidos para profundizar el conocimiento sobre el sistema geotermal que alberga esta caldera. El objetivo principal del trabajo fue estudiar la desgasificación difusa de dióxido de carbono en el suelo en las tres áreas termales de la caldera del Cerro Galán: La Colcha, Aguas Calientes y Piscinas Burbujeantes, para determinar el flujo y origen del gas y evaluar la cantidad de energía térmica liberada por el sistema. Durante dos campañas, realizadas en octubre de 2021 y noviembre de 2022, se tomaron 148 mediciones iniciales de flujo difuso de CO2 y temperatura del suelo, además de llevar a cabo el primer estudio de la composición isotópica del carbono en el CO2 del suelo. A partir de este estudio, se calculó el flujo térmico liberado por la caldera. También se analizaron muestras de suelo en los sitios hidrotermales para determinar su composición mineralógica. El estudio de la desgasificación difusa de CO2 reveló que las emisiones se concentran en dos de las tres áreas termales: La Colcha y Aguas Calientes. Estas dos áreas emiten, en conjunto, ~200 kilogramos por día de CO2 difuso a la atmósfera a través de un área de ~100.000 m2. Las fuentes de CO2 presentes en la caldera son de origen profundo y somero. El CO2 profundo se asocia a fuentes volcánica-hidrotermales, la tasa de desgasificación difusa de CO2 de origen profundo fue de 0,44 y 19,22 kilogramos por día para La Colcha y Aguas Calientes, respectivamente. Por otro lado, la degasificación difusa de CO2 de origen somero se asocia a procesos bióticos (actividad microbiana). También sería importante el aporte de CO2 a través de procesos abióticos como la disolución/precipitación de carbonatos. El flujo térmico liberado por la caldera, calculado a partir de las mediciones de temperatura del suelo, es de 1,58 W/m2. Los resultados obtenidos en esta tesis amplían y complejizan el modelo conceptual geoquímico propuesto previamente para el sistema geotermal del Cerro Galán.
High-temperature geothermal systems associated with Neogene-Holocene magmatism in the Andean Cordillera represent ideal targets for exploration and, potentially, energy production. In particular, caldera-associated geothermal systems often contain large and long-lived heat and fluid reservoirs. A promising example in the southern Puna is the Cerro Galán caldera, as evidenced by previous geochemical studies. This thesis applies new fluid geochemistry tools to contribute to deepen knowledge about the geothermal system that hosts this caldera. The main objective of this work was to study the diffuse degassing of carbon dioxide from the soil in the three thermal areas of the Cerro Galán caldera: La Colcha, Aguas Calientes and Piscinas Burbujeantes. The aim was to determine the flux and origin of the diffuse CO2 and evaluate the amount of thermal energy released by the system. During two field campaigns in October 2021 and November 2022, 148 initial measurements of diffuse CO2 flux and soil temperature were made, together with the first study of the carbon isotopic composition of soil CO2. From this study, the heat flux released by the caldera was calculated. In addition, soil samples from the hydrothermal sites were analysed to determine their mineralogical composition. The study of diffuse CO2 degassing showed that the emission is concentrated in two of the three thermal areas: La Colcha and Aguas Calientes. Together, these two areas emit approximately 200 kg of diffuse CO2 per day into the atmosphere over an area of ~100.000 m2. The sources of CO2 in the caldera include both deep and shallow origins. Deep CO2 is associated with volcanic-hydrothermal sources, with diffuse degassing rate of 0,44 and 19,22 kilograms per day for La Colcha and Aguas Calientes, respectively. On the other hand, diffuse degassing of shallow CO2 is associated with biotic processes (microbial activity). CO2 input through abiotic processes such as carbonate dissolution/precipitation would also be important. The heat flux released by the caldera, calculated from soil temperature measurements, is 1,58 W/m2. The results obtained in this work extend and make more complex the previously proposed geochemical conceptual model for the Cerro Galán geothermal system.
Fil: Massenzio, Antonella. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.