ABANICOS ALUVIALES

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER“Construimos Futuro”

ABANICOS ALUVIALES

BURGOS MORA ANDRES FERNANDO

DUARTE RINCON LUIS HERNANDO

QUINTERO SILVA JULIAN

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ESCUELA INGENIERIA FISICO-QUIMICAS

SEDIMENTOLOGIA

2011

SEDIMENTOLOGIA 2011


ABANICOS ALUVIALES

BURGOS MORA ANDRES FERNANDO

DUARTE RINCON LUIS HERNANDO

QUINTERO SILVA JULIAN

RICARDO AMOROCHO

Lic. SEDIMENTOLOGIA

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ESCUELA INGENIERIA FISICO-QUIMICAS

SEDIMENTOLOGIA

2011

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INTRODUCCION

Los abanicos aluviales son formaciones terrestres de inclinación leve en forma de cono o abanico creada en el transcurso de miles a millones de años por la deposición de sedimento erosionado en la base de las cordilleras de montañas.

Los canales erosionados en la superficie del cono radian del ápice hasta las puntas del abanico, generalmente con un patrón entrelazado. Sedimentos del área de drenaje de la cuenca se esparcen por estos canales y sobre el cono. Durante las crecientes fuertes la erosión toma lugar cerca del ápice de los canales y la deposición comienza cuando el agua baja. El material que ya fue depositado en una oportunidad vuelve a ser levantado y luego es re depositado más cerca de las puntas del abanico.

Los abanicos aluviales pueden tener un interés económico como acuíferos más o menos bien desarrollados. En casos esporádicos también pueden constituir un buen grupo de rocas almacén para hidrocarburos. Es por algunas de esas razones por lo que de un tiempo a esta parte ha surgido una gran cantidad de artículos científicos que se han ocupado del estudio de las características principales de los abanicos aluviales

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ABANICOS ALUVIALES

Los abanicos aluviales, tal como han sido descritos en la literatura científica usual, corresponde a unos cuerpos sedimentarios de acumulación de materiales con unas dimensiones generales que varían desde métricas hasta hectométricas y kilométricas que se hallan caracterizados por tener una morfología conoidal muy característica.

Los abanicos aluviales se caracterizan por hallarse localizados en zonas donde existe una ruptura de pendiente importante durante su período sedimentario. En su constitución destacan en gran manera los minerales depositados bajo condiciones subaéreas en un medio sedimentario continental. Los abanicos aluviales representan, desde el punto de vista de los procesos sedimentario, una función genérica tanto de la energía como de la intensidad con la que actúan los diversos procesos sedimentarios que han constituido el grueso del depósito general.

Así, los abanicos aluviales corresponden a cuerpos sedimentarios tanto a rupturas generales de pendiente como a variaciones significativas del gradiente local y general. Todo esto condiciona la intensidad, la dirección y sentido, y energía con la que actúa los diversos procesos sedimentarios responsables de la constitución específica de los abanicos aluviales.

En los primeros estadios del desarrollo del estudio de los abanicos aluviales, éstos se asociaron a determinadas características climáticas y ello fue debido a que la mayoría estaban descritos en zonas actualmente áridas o semiáridas donde las pequeñas dimensiones de los cuerpos así como su geometría muy vistosa favorecieron ese tipo de estudios. Estos abanicos habían sido formados en períodos actuales y sub-actuales en los que existían casi las mismas condiciones climáticas que en la actualidad. Por tanto esas condiciones climáticas se consideraron típicas para la formación de los abanicos aluviales y, por generalización, siempre que se estudiaban abanicos aluviales, estos debían corresponder a unas condiciones climáticas áridas y semiáridas.

Otro aspecto interesante por lo que hace referencia a las cuestiones climáticas lo constituye el tipo e intensidad de la descarga acuosa. De esta manera y por contraposición con los abanicos, antes mencionados denominados “áridos”, se propuso la existencia de otros tipos de abanicos denominados “húmedos”. En éstos la descarga acuosa en vez de ser espasmódica como en los anteriores, correspondía a una descarga continuada en el tiempo, perenne o semiperenne, que posibilitaba una buena selección del material terrígeno, una buena ordenación relativa del mismo, así como un alargamiento en cuanto a las dimensiones radiales y longitudinales de los abanicos. También su área de influencia se veía aumentada en gran manera, siendo los abanicos denominados “húmedos” de mayores dimensiones que los denominados “áridos”.

Además se han estudiado los abanicos aluviales situados en zonas glaciales y periglaciales y se ha observado una constancia en cuanto a las formas de acumulación, típicas de los abanicos,

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independientemente del tipo de clima imperante, por lo que se ha convenido que el factor climático, aún siendo importante, no es determinante con respecto a los abanicos aluviales.

El interés reciente por los depósitos de abanicos aluviales estriba en que al ser una zona de diversificación del flujo, cuándo este ha perdido su encajamiento, se producen diversos fenómenos de disipación de energía que se traducen en acumulaciones hidráulicas de minerales pesados, algunos de los cuáles pueden ser de interés económico, como el oro por ejemplo (Vos, 1975). Además como que los cuerpos de los abanicos aluviales se han constituido mediante el apilamiento vertical y lateral de áreas sedimentariamente activas alternando con otras inactivas, es decir, mediante la alternancia de tramos terrígenos gruesos y de tramos terrígenos fijos (ocasionalmente lutitas), existe también una alternancia de tramos potencialmente permeables con otros potencialmente impermeables. Es por eso que los abanicos aluviales pueden tener un interés económico, también, como acuíferos más o menos bien desarrollados. En casos esporádicos también pueden constituir un buen grupo de rocas almacén para hidrocarburos.

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CARACTERISTICAS GENERALES

En este apartado haremos referencia sobre todo a las características morfológicas diferenciadoras de los abanicos aluviales con respecto a otros sistemas sedimentarios similares.

1. MORFOLOGIA

La forma general de un abanico aluvial individual es muy parecida a la de un cono con el vértice en el ápice. Tanto su geometría planimetría como sus dimensiones reflejan un cierto equilibrio entre los diversos factores que inciden sobre el abanico. Entre estos destacan la litología, el tipo de superficie y de pendientes principales, así como la cobertura vegetal de la cuenca de drenaje que es la que en gran medida va a ser la suministradora de los materiales terrígenos que constituirán el abanico. También influyen en gran manera el gradiente de canal principal suministrador de detritus, el tipo y calidad de las descargas acuosas, el régimen climático, la incidencia de los movimientos tectónicos y la geometría de la cuenca de deposición.

Fig. 1. Esquema vertical de un abanico idealizado y con características de baja eficacia de transporte. 1. Zona de Cabecera. 2. Zona del Cuerpo del Abanico. 3. Zona de pie del

Abanico.

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Los perfiles radiales de un abanico aluvial simple acostumbran a ser cóncavos, mostrando alguna variación de tipo convexo cuando en la historia sedimentaria del abanico han intervenido factores tales como un levantamiento rápido y competitivo del área fuente, etc. Por otro lado el perfil transversal muestra una convexidad característica. La pendiente general varía entre los 5° y 10° en la zona de la cabecera hasta los 1°-2° en la zona del pie para los abanicos aislados actuales generados en zonas áridas. Los que se han generado mediante el concurso de corrientes predominantemente tractivas acuosas son por lo general de un mayor tamaño y sus pendientes se reducen a valores del orden de 3°-5° en la parte de la cabecera hasta valores de 1° y aún menores en la zona del pie. También se halla relacionado con esto la distribución a gran escala de las granulometrías. Así, por lo general, las granulometrías mayores se encuentran situadas en las inmediaciones del ápice, en la cabecera, mientras que las granulometrías más finas se hallan localizadas hacia las zonas más alejadas o marginales a los abanicos aluviales.

Fig. 2. El abanico muestra un perfil radial claramente cóncavo, mientras que el perfil transversal es marcadamente convexo. Los sedimentos mas gruesos se hallan localizados

en la zona de cabecera, los más finos se hallan localizados hacia la zona del cuerpo del abanico.

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PROCESOS Y DEPOSITOS SEDIMENTARIOS.

En este apartado se hace referencia a los principales procesos responsables de la edificación de los cuerpos deposicionales correspondientes a los abanicos aluviales. Para ello estudiaremos con un poco de detalle el análisis de las características de los flujos gravitatorios de sedimentos que en sus variantes de flujos masivos y flujo de detritus constituyen uno de los procesos y de las facies las característicos de los abanicos aluviales.

CORRIENTES HIDRICAS

En los materiales conglomeraticos, la forma bastante redondeada de los clastos, la graduación granulométrica crudamente positiva, la existencia de la estratificación cruzada interna a los bancos, de gran escala y bajo ángulo, así como las bases erosivas de la mayoría de estos depósitos, inducen a pensar en un transporte de los materiales mediante corrientes acuosas tractivas.Ahora bien, estas corrientes tienen algunas características dignas de mención. Por una parte la existencia de grandes bancos conglomeraticos, generalmente masivos, de gran extensión lateral y con algunas estructuras internas producidas por corrientes tractivas parece implicar la existencia de una corriente altamente enérgica y de poca duración, ya que no tiene tiempo suficiente como para redondear y seleccionar el material terrígeno grueso. Además la gran extensión lateral sugiere la idea de un no confinamiento de esas corriente, que encajaría con la idea de corrientes muy tractivas, energética y no confinada que circularían en forma de arroyada en manto por unas pendientes con gradiente muy elevado y una superficie topográfica relativamente lisa.

Las características principales serian materiales transportados mediante corrientes tractivas, contactos basales erosivos y geometría del deposito tabular a grandes rasgos. Disminuyendo de potencia desde las zonas mas altas hasta las zonas mas bajas del abanico.

FLUJOS GRAVITATORIOS

Con esta denominación conocemos aquellos flujos que teniendo una fase fluida continua entre las partículas se mueven en función de la energía potencial que tenían, y en el momento en el que esta se convierte en cinética. Se trata, pues, de unos flujos en los que las partículas no son arrastradas por el fluido movimiento, sino que se trata de una caída por gravedad y es el conjunto de las partículas el que mueve al fluido encajante, incorporándolo y comportándose el conjunto como un fluido más o menos viscoso y denso. Hasta el momento este tipo de flujo ha tenido una gran importancia en

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condiciones subacuosas, y aquí lo que se pretende es dar una visión rápida de este tipo de flujos en condiciones subaéreas, que pueden llegar a tener gran importancia en cuanto a la constitución de acumulaciones de materiales susceptibles de llegar a formar un deposito en forma de abanico aluvial.

ALUDES NIVALES

Este tipo de aludes puede desarrollarse a partir de una caída de nieve en polvo, de nieve en placa o de nieve húmeda, y sus características y comportamiento específico varían mucho según predomine cada uno de esos tres tipos ya mencionados.Se desencadena una avalancha nival cuando una gran masa de nieve que se haya acumulada en una pendiente topográfica muy acusada queda muy sobrecargada por efecto de nevadas posteriores, o porque existan pequeños cambios de temperatura o composición interna que ocasionan la aparición de algunas discontinuidades. Entonces esa masa nival se halla en una posición inestable y solo necesita cualquier pequeña vibración para desgajarse y empezar a caer con una velocidad elevada.

CAIDA DE NIEVE POLVOEn este caso la parte inferior de la masa en caída se mantiene a ras del suelo mientras que en la parte superior, al ser frenada por el aire encajante que se halla inmóvil, empieza a mostrar signos de vorticidad y a levantarse, Cuando las pendientes por las que circula el material de caída son iguales o mayores a 30º y las velocidades puntuales alcanzan valores comprendidos entre 60- 80 km/h. empieza a aparecer el fenómeno del aerosol.

CAIDA DE NIEVE EN PLACAUna vez empieza a caer la avalancha va incorporando nieve del substrato y engrosando hasta que la velocidad es lo suficientemente elevada que se produce un despegue de la avalancha que asimismo va aumentando extraordinariamente de velocidad a medida que se traslada sobre un colchón de aire y a medida, también, que disminuye la fricción sobre el terreno.

CAIDA DE NIEVE HUMEDAorigina cuando existe una nieva saturada en agua que se halla colocada sobre una superficie sin cohesión aparente. Se mueve a partir de pendientes con una inclinación del orden de 25º, con velocidades entre 20 y 60 km/h, pero cuando lanieve se halla muy saturada de agua puede empezar a moverse lentamente a partir de pendientes de 10º.

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AVALANCHAS ROCOSAS

Las avalanchas de este tipo consisten predominantemente en la caída gravitacional de bloques a partir del desmoronamiento de una pendiente topográfica pronunciada e inestable y/o de un cantil también inestable. En algunos casos, cuando se desploma una losa de roca a partir de un cantil esta puede atrapar aire debajo, lo que le proporciona un deslizamiento a alta velocidad, así como una tasa de fricción sobre el suelo muy baja.El proceso de deslizamiento a alta velocidad encima de un colchón de aire tiene una duración muy pequeña, tiempo suficiente como para que el aire situado en la parte inferior y a sobrepresión tienda a desplazarse violentamente hacia arriba ayudando a la fragmentación de la losa rocosa. Este proceso es tanto más efectivo cuanto mas impermeables sean los materiales que componen la losa que al mantener el aire de escape más tiempo en el interior de la losa que se destruye,Podrán realizarse mejor los fenómenos de fluidificación que a su vez condicionan a suspensión de las partículas por efectos de aire de escape en su movimiento de ascensión.Existen avalanchas rocosas que no caen sólo mediante la componente gravitatoria al pie de un cantil, sino que algunas pueden desplazarse horizontalmente hasta distancias no esperadas. Esto se realiza mediante el concurso de mezclas de detritus, aire y/o gas que con una característica <<seca>> son capaces de moverse horizontalmente mediante el concurso de la flotabilidad de las partículas densas, debida al escape hacia arriba del aire que se halla a sobrepresión y situado por debajo de la avalancha en movimiento. Se trata de un proceso de fluidificación similar al ya descrito para las avalanchas nivales y que también tiene una gran importancia en la moción de los flujos vulcano- sedimentarios.

FLUJOS GRAVITATATIVOS DE SEDIMENTO.

Corresponde a aquel conjunto de flujos en los que el movimiento les viene proporcionado por una componente gravitatoria. Se trata de flujos de materiales que se mueven en función de las pendientes topográficas más acusadas, mediante una fase continua (generalmente agua) existente entre las partículas y en el seno de un fluido encajante que se mantiene inmóvil. El movimiento empieza a partir de una zona topográficamente inestable y cesa cuando esas condiciones han desaparecido, cosa que acostumbra a suceder cuando en su recorrido esos flujos pasan por una zona con una brusca ruptura dependiente en el sentido de suavizarla. Hay que tener muy en cuenta que ese movimiento sólo se ha debido a condicionantes topográficos y no ha sido el flujo el que ha arrastrado a las partículas sino que las partículas en su caída han podido arrastrar algún fluido incorporándolo al flujo.

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FLUJOS GRANULARES

En este tipo de flujos las partículas se mueven libremente a partir de la presión dispersiva generada por las sucesivas colisiones e impactos entre las propias partículas. Cuando las partículas son de tamaño arena los flujos sólo pueden desarrollarse en medios subacuáticos a partir de pendientes variables entre 18º y 20º de inclinación, depositando capas unitarias del orden de 5 cm. De grosor. En medios sedimentarios subaéreas han sido asociados a zonas de acumulación eólica y con pendientes del orden de 25-35º. Cuando estos flujos se deslizan sobre una pendiente se siguen moviendo hasta que las primeras partículas inciden sobre una superficie plana o con una acusada menor pendiente.

COLADAS DE FANGO Y/O DERRUBIOS.

Los flujos de este tipo transportan las grandes partículas mediante la cohesión mostrada por una matriz constituida por una mezcla de agua y sedimento, antes que por una presión dispersiva originada por la colisión entre los granos. Dependiendo de la proporción de la matriz con respecto a los clastos, podemos encontrar dos extremos de una gradación casi continua. Desde los depósitos en los grandes bloques se hallan suspendidos totalmente por la matriz cohesiva lutìtica (mud flows), hasta aquellos en los que existe una gran cantidad de clastos que se hallan lubricados por una matriz lutítica que se halla situada entre los mismos (debris flows). Evidentemente en la denominación de esa matriz lutítica caben casi todas las posibilidades, desde una matriz constituida por lutita en una proporción muy elevada, hasta el extremo de que esa matriz sea arenosa o con porcentaje de clastos muy elevado y de pequeño tamaño que, a su vez, también se halle lubricada por materiales lutíticos dispersos. Por tanto para que se produzca el movimiento de unos materiales de este tipo se necesita un mecanismo de flotabilidad, en este caso la cohesión de la matriz, que sea capaz de soportar a los clastos y que estos puedan ser transportados en masa sin que se produzcan, en la mayoría de los casos, los fenómenos de colisión entre los mismos.

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SISTEMA DEPOSICIONAL

Consideramos a los abanicos aluviales como un sistema deposicional en el sentido que tiene una entidad y unidad propias, por lo q se refiere al depósito demateriales. En principio este Sistema tiene varios subambientes sedimentarios específicos, como pueden ser y quedar representados por sus facies específicas, tanto caracterizadas por las condicionantes de las corrientes de depósito, como por sus asociaciones de facies.En el crecimiento y desarrollo de este sistema deposicional tiene una gran importancia los condicionantes propios. Es decir los que hacen referencia a las propias corrientes formadoras del abanico, su distribución areal general y local, así como sus variaciones de intensidad y competencia que pueden ocasionar el depósito de materiales en un sector u otro del abanico. Estos serian los condicionantes autocíclicos (Beerbower, 1964) propios del desarrollo normal del abanico. Pero como que éste se halla localizado en una posición cercana a un borde de cuenca que en algún momento ha sido tectónicamente activo, y además se desarrolla en una zona de acumulación que forma parte de una cuenca sedimentaria, cualquier variación en esas características, así como en lo parámetros climáticos, incidirán en gran manera en la génesis, crecimiento y modificación de los abanicos.

ZONACION

Aquí se propone la subdivisión en tres partes de los abanicos aluviales: la cabecera del abanico, el cuerpo del abanico y el pie del abanico. Esta subdivisión se ha realizado atendiendo a factores de distribución areal, y sobre todo a factores de constitución susceptibles de ser reconocidos en el registro fósil.Así, la zona de cabecera, que se halla bastante reducida en cuanto a su extensión areal se caracteriza por mostrar las granulometrías más gruesas y heterométricas, así como el estar constituidas mediante el concurso de flujos masivos con comportamiento viscoso o por flujos acuosos muy densos. Corresponde a la zona más alta del abanico aluvial. Su grado de preservación en estado fósil es bastante bajo, ya que son los primeros materiales retrabajados cuando existe un ajuste de tipo alocíclico

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Esquema de un abanico Aluvial. Las flechas indican la intensidad relativa de los procesos fluviales. 1. Zona de cabecera. 2. Zona de Cuerpo. 3. Zona de pie, areniscas con

estratificación cruzada.

La zona del cuerpo del abanico es más extensa, y se caracteriza por mostrar dos zonas bien diferenciadas. La superior, denominada interna, muestra una buena equivalencia lateral con la zona de la cabecera de la que proceden algunos episodios masivos y sobre todo de la que producen los flujos acuosos densos y altamente energéticos conocidos con el nombre de arroyadas en manto (Sheet floods). La zona del cuerpo externo se caracteriza por mostrar facies que cuando se trata de materiales conglomeráticos, muestran un transporte mediante corrientes acuosas, que pueden redondear los clastos por impacto y realizan alguna selección granulométrica de los mismos. Además existen trazas de que los materiales han sido transportados, o cuando menos retrabajados, por cursos acuosos que transportan los materiales mediante barras y cuya morfología general es de tipo trenzado (braided). Se caracterizan por tener un gradiente elevado, lo que posibilita el transporte acuoso de materiales muy gruesos por cursos que no tienen capacidad de migración lateral. En esta zona empiezan a preservarse algunos niveles de granulometría más fina (areniscas) situadas en lugares en los que momentáneamente la sedimentación se había detenido, o a sotavento de alguna estructura tractiva más o menos importante (barra de gravas).

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La zona del pie del abanico a veces pude ser la más extensa y la consideramos como tal hasta aquellas zonas, algo alejadas del abanico, que muestren alguna influencia del transporte de sedimentos procedentes del abanico. Su pendiente ya se ha suavizado mucho y la granulometría general de los depósitos es bastante fina. Se pueden diferenciar dos zonas muy claras. La superior, denominada zona interna del pie del abanico se caracteriza por tener materiales canalizados localmente muy importantes, procedentes de la zona del cuerpo externo del abanico. Las facies predominantes son arenosas y lutíticas con alguna intercalación, localmente importante, con geometría canaliforme de materiales más gruesos. Estos localmente pueden mostrar una tendencia secuencial negativa en cuanto a la granulometría de las partículas

La zona externa del pie del abanico es aquella caracterizada por la existencia de facies de granulometría fina y muy fina que varían en relación a su situación con respecto a algunos cuerpos canalizados de granulometría algo más gruesa y que alcanzan estas zonas alejadas a partir de las áreas más internas del abanico.

Estas facies además, pueden mostrar signos de períodos prolongados de no sedimentación, de acumulaciones estables de aguas más o menos episódicas, y aún la interrelación con otros sistemas sedimentarios, como pueden ser sistemas evaporíticos, sistemas lacustres y sistemas fluviales generales más o menos transversales a las direcciones principales de aportes del abanico.

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TIPOLOGIA

Atendiendo a factores tales como las dimensiones radiales de los abanicos aluviales que se han reconocido y estudiado, atendiendo a las direcciones de las paleocorrientes y atendiendo a la distribución de las facies principales, así como la extensión areal de los abanicos, proponemos la siguiente terminología:

Abanicos aluviales de alta eficacia de transporte, para aquellos que están constituidos predominantemente por facies terrígenas transportadas y depositadas mediante el concurso de corrientes acuosas tractivas, son de gran extensión, tienen un cuerpo del abanico bien desarrollado así como un pie del abanico también muy desarrollado, y su influencia se deja sentir en áreas muy alejadas.

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Los abanicos aluviales de baja eficacia de transporte, corresponden a aquellos que están constituidos predominantemente por materiales transportados por corrientes y flujos masivos, son de pequeña extensión areal y no muestran una gradación de facies ni de granulometrías bien desarrollada. Además la mayoría de las veces no muestran una ordenación secuencial muy clara o cuando menos no está muy bien desarrollada. Existen otros casos en los que, aunque la mayoría de los materiales hayan sido transportados mediante el concurso de corrientes acuosas, las dimensiones del abanico son más pequeñas que las de los abanicos de alta eficacia.

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BIBLIOGRAFIA

ARCHE ALFREDO_SEDIMENTOLOGIA_1992

A GOMEZ BILLAR_ABANICOS ALUVIALES Y SU APORTACION TEORICA A SUS ASPECTOS 1996

JUAN BERNANDO W_ ABANICOS ALUVIALES ASOCIADOS A CANALES_

SISTEMA DE ABANICOS ALUVIALES_ UNIVERSIDAD DE SONORA (MEXICO)

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http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Abanico_aluvial&oldid=44189315

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