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El relieve del Parque está constituido por una meseta de unos 200 metros, con algunos cerros cuyas alturas máximas no sobrepasan los 273 m.s.n.m. (Cerro Diablo).
Los terrenos que comprende corresponden a un extenso campo volcánico, que se ha mantenido activo desde el Pliaceno hasta el Reciente.
En el sector se han distinguido tres ciclos volcánicos posteriores a la última glaciación local. En base a evidencias arqueológicas y geomorfológicas, se presume que el último episodio volcánico que dio origen al Cerro Diablo ocurrió en esta zona hace menos de 15.000 años. La lava emitida por éste es de dos tipos: lavas cordadas o Pahoehoe y lavas de bloque o Aa (términos hawaianos).
En el Parque y áreas aledañas se encuentran las cuevas de Pali-Aike y Fell donde, en excavaciones realizadas en 1938, se encontraron restos prehistóricos cubiertos por un cenizas y material volcánico, presumiéndose que tendrían una data inferior a 15.000 años.
Los terrenos de la Unidad se dividen en dos sectores: uno limítrofe, denominado Escorial del Diablo, cubierto por una gruesa capa de lavas basálticas y cenizas de aspecto más reciente producto de una actividad volcánica, de gran atractivo turístico y científico.
El otro sector, al igual que todos los terrenos circundantes, se ubica en la provincia biótica de la estepa magallánica, siendo el único Parque Nacional del país que comprende una muestra representativa de esta formación vegetal, la cual es utilizada principalmente por la ganadería.
La Unidad posee un gran valor escénico, por las singulares características de este campo volcánico. Su origen, magnitud, ubicación dentro de la zona esteparia y escasa modificación antrópica, lo convierten en un lugar ideal para estudios geológicos, arqueológicos y de otras disciplinas científicas.
FLORA
Se distinguen cuatro comunidades vegetales distribuidas en forma de mosaico, con límites poco precisos entre sí: Estepa patagónica mésica, Estepa patagónica xérica, Murtillares y Vegetación de las extensiones de lava.
La comunidad predominante es la estepa, formada básicamente por la asociación de gramíneas perennes dominadas por el Coirón, entre el cual se desarrollan múltiples hierbas. Las especies arbustivas están representadas por Murtilla, Romerillo, Mata gris, Paramela, Mata negra, Mata amarilla y Calafate. Los líquenes están representados principalmente por Ramalina terebrata, Cetraria islandica, Thamnolia vernicularis, Protousnea magallanica y Usnea sp.
FAUNA
Coexisten notables especies de la fauna patagónica autóctona, algunas con problemas de conservación. Entre los mamíferos destacan el Guanaco, Zorro gris, Chingue patagónico, Puma, Armadillo, Zorro colorado.
Es posible observar aves que son abundantes en la región, como Carancho, Cernícalo, Queltehue, Caiquén, Bandurria, Aguilucho, Vari, Águila mora con nidificación, al igual que el Halcón peregrino y Ñandú. De la avifauna acuática es posible observar: Flamenco, Cisne coscoroba, Pato jergón chico y jergón grande, Playero y Chorlo de doble collar.
En la zona volcánica (escorial) es posible observar ejemplares de herpetofauna, como lagartijas del género Liolaemus, donde destaca la Liolaemus magellanicus.
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