Volcanes - Instituto Geofísico - EPN

Volcanes (189)

Los volcanes activos son observados a través de diversas tecnologías.

Domingo, 18 Septiembre 2016 10:18

Informe Especial Volcán Tungurahua N°7 - 2016

Aumento de la actividad sísmica del volcán y análisis de la posibilidad de reactivación a corto plazo (días a semanas)

Resumen
Luego de su último período eruptivo en febrero-marzo de 2016 (26/02-15/03/2016), el volcán Tungurahua ha mantenido una actividad superficial baja a nula; hasta el 12 de septiembre su actividad sísmica y las emisiones de gas SO2 se han mantenido en los niveles de base, excepto por un pequeño enjambre de eventos sísmicos de Largo Periodo (LP's) ocurrido entre el 1 y el 20 de mayo, asociado a movimientos internos de fluidos. Sin embargo, las observaciones de la deformación muestran una posible intrusión magmática desde el final de la última erupción. Adicionalmente, desde el 12 de septiembre de 2016 se ha registrado un incremento evidente del número de sismos LP, y la aparición de pequeños episodios de tremor a partir del 16. El 18 de septiembre se observó un enjambre de 24 LP entre las 4h08 y las 4h24 (tiempo local). Todas estas señales podrían ser premonitoras de una erupción a corto plazo (días a semanas). Hasta el momento no se ha observado un aumento de las emisiones de SO2 indicando posiblemente un conducto cerrado al paso de los gases.

En los últimos 8 años el volcán Tungurahua ha mostrado de manera repetitiva estos periodos de aparente quietud y las reactivaciones después de estos han presentado señales premonitoras claras a corto plazo (horas a días) en solo el 20% de las veces. En base a eso y al tiempo de reposo que ha tenido el volcán hasta ahora (185 días), se estima que una reactivación del Tungurahua a corto plazo (días a semanas) es posible y se definen dos escenarios eruptivos potenciales: 1) una reactivación rápida, de estilo vulcaniano, con una gran columna eruptiva y flujos piroclásticos; que corresponde al escenario más probable, y 2) una reactivación paulatina, de estilo estromboliano, con explosiones moderadas y caídas de ceniza principalmente. Estos escenarios están detallados al final de este documento. Es importante notar que las erupciones volcánicas son por naturaleza impredecibles y que los parámetros monitorizados en el volcán también pueden regresar al nivel de base sin que se produzca una erupción. El objetivo de este informe es prevenir oportunamente a las autoridades y la población de la posibilidad de una erupción del Tungurahua a corto plazo (días a semanas).


Sismicidad
En los últimos meses, después de la última erupción, se observa en general una baja actividad sísmica (Fig. 1), registrándose diariamente menos de 2 sismos de tipo Volcano-Tectónico (VT), sin explosiones ni tremor de emisión. Entre el 1 y el 20 de mayo de 2016 se registró un pequeño aumento del número de sismos de tipo Largo Periodo (LP), llegando a un máximo de 68 el 14 de mayo. Estos eventos son comunes en periodos de quietud y son asociados a movimientos de fluidos dentro del edificio volcánico. A partir del 12 de septiembre se nota un incremento significativo del número de eventos LP, sobretodo y de los episodios de tremor desde el 16, en los días subsiguientes se ha venido manteniendo esta tendencia (Fig. 1). Adicionalmente, el 18 de septiembre, entre las 4h08 y las 4h24, se registró un enjambre de 24 LP.

Figura 1: Número de eventos Volcano-Tectónicos (VT's), Largo Periodo (LP's), Explosiones y tremor de emisión en el Tungurahua hasta el 18/09/2016. La zona gris corresponde a la última erupción del Tungurahua entre el 26/02 y el 15/03/2016. Note el pequeño enjambre de LP's entre el 01 y el 20/05/2016 en el rectángulo rojo. En el rectángulo celeste se nota el incremento de la sismicidad de los últimos días.


Deformación
La estación inclinométrica de Retu (Refugio Tungurahua), ubicada en el flanco norte bajo el borde del cráter, muestra una clara tendencia inflacionaria desde el final de la última erupción tanto en el eje radial (~980 μrad, microradianes) como en el eje tangencial (~400 μrad). Hay que indicar que a partir del 15 de septiembre esta tendencia cambia a deflación a una tasa de 21 µrad/día (Fig. 2).
Una tendencia inflacionaria se observó también en el eje tangencial del inclinómetro de Mndr (Mandur, flanco Noroccidental) pero con una amplitud mucho más pequeña (~30 μrad) debido probablemente a una mayor distancia entre el instrumento y la fuente de presión, hacia fines de junio la tendencia cambió a deflación y nuevamente, en agosto, esta tendencia se hizo inflacionaria. En las otras estaciones de la red de inclinometría no se observa un patrón de deformación evidente. Sin embargo es destacable que, con la finalización del último periodo eruptivo, el sensor de Retu empezó a registrar evidencias de movimiento de magma.

Informe Especial Tungurahua N. 7 - 2016

Figura 2: Patrón de deformación registrada en el inclinómetro de Retu (Refugio Tungurahua) hasta el 16 de septiembre de 2016. Notar el cambio de tendencia (deflación) a partir del 15 de septiembre.

 

Se efectuó una modelación (Dmodels) con los datos de deformación de las estaciones que presentan mayor evidencia de deformación (RETU y MNDR), entre el 12 de marzo y el 17 de septiembre, encontrándose la presencia de un centro de deformación de un cuerpo con un volumen de unos 5.3 Mm3 y ubicado a una profundidad de alrededor de 1 km bajo el cráter, entre este y la estación de RETU.


Emisión de SO2
No se observa mayor cambio en la desgasificación desde el fin de la última fase eruptiva tanto para el flujo diario máximo de SO2 (Fig. 3) como para el número de medidas válidas. Los dos indicadores se encuentran en el nivel de base y podrían indicar que el conducto se encuentra cerrado luego de la erupción de febrero-marzo 2016.

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Figura 3: Flujo diario máximo de SO2 desde el 01/01/2016 hasta el 17/09/2016. Se observa una disminución al nivel de base de desgasificación después de la última erupción. Entre el 18/04 y el 02/05 se observa un periodo de perdida de las señales debido a un problema técnico.

 


Observaciones visuales
Durante los últimos meses, las condiciones de observación visual han sido variables y en general han sido impedidas por la nubosidad casi permanente en el volcán. La actividad superficial, cuando el volcán ocasionalmente se ha despejado, se caracterizó por actividad fumarólica de baja intensidad y una ausencia de emisiones de ceniza desde el fin de la última erupción. En los últimos días, cuando se han registrado intensas lluvias se ha notado un incremento en la actividad fumarólica en el borde del cráter (Fig. 4), por lo que estas fumarolas son de carácter pulsátil y de origen freático.

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Figura 4: Telefoto desde el OVT, el 16 de septiembre, en la que se indica la presencia de fumarolas en el borde del cráter (Foto: P. Ramón OVT/IG/EPN).

 


Interpretación
En los últimos 8 años de actividad el volcán Tungurahua ha tenido 15 periodos de quietud similares al periodo actual con una actividad sísmica baja, una deformación con tendencia inflacionaria, y una actividad superficial caracterizada por fumarolas de baja energía. En su mayoría estos periodos de quietud fueron seguidos por erupciones de tamaño pequeño (Índice de Explosividad Volcánica IEV 0-1 con principal fenómeno las caídas de ceniza) y en algunas ocasiones por erupciones más grandes (IEV 2 con flujos piroclásticos). Es importante notar que la gran mayoría (80%) de estas erupciones no tuvieron señales premonitoras de reactivación a corto plazo (horas a días). La deformación actual del volcán es una evidencia de intrusión magmática (movimiento de magma a partir de un reservorio más profundo) que se ha observado en muchas ocasiones antes de las erupciones del Tungurahua. La baja desgasificación podría indicar un taponamiento del conducto que impide el paso libre de los gases magmáticos. Tomando en cuenta que el periodo actual de quietud ha sobrepasado seis meses (185 días) y el aumento claro de la actividad sísmica (LP desde el 12/09, tremor desde el 16/09, y enjambre de LP el 18/09) se estima que una reactivación a corto plazo (próximos días a semanas) es posible.


Escenarios eruptivos
En base a los resultados obtenidos del monitoreo volcánico y a la historia reciente de reactivaciones del Tungurahua se propone dos escenarios eruptivos que podrían ocurrir a corto plazo (próximos días a semanas):

  • 1) Reactivación rápida. Durante este escenario de estilo vulcaniano, al inicio de la fase eruptiva o después de pocos días, se podría producir una apertura rápida del conducto con explosiones moderadas a grandes (ej. Mayo 2010, Julio 2013, Abril 2014). En este escenario se podría formar una columna eruptiva grande (hasta 10 km sobre el nivel del cráter) y flujos piroclásticos que podrían descender por las quebradas hasta alcanzar el pie del volcán. Las caídas de ceniza y cascajo asociadas a este tipo de columna eruptiva alta tienen una mayor probabilidad de afectar zonas más lejos del volcán con direcciones más variables debido a la variabilidad de la dirección de los vientos a esas alturas. Los proyectiles balísticos (bloques y bombas volcánicas) asociados a las explosiones podrían alcanzar una distancia de 5 km desde el cráter. En este escenario pequeños flujos de lava podrían bajar por el flanco Noroccidental con un alcance de menos de 4 km. Lahares secundarios se podrían generar debido a la removilización del material eruptivo por lluvia y podrían cortar la carretera Baños-Penipe. En función de la cantidad de material acumulado en las quebradas y de la intensidad/duración de la lluvia estos lahares podrían ser pequeños a moderados. Este es el escenario eruptivo más probable debido a la ausencia de emisiones de gas, las que indicarían un conducto cerrado.
  • 2) Reactivación paulatina. Durante este escenario de estilo estromboliano, que puede durar desde varias semanas hasta algunos meses, se podría observar explosiones pequeñas a moderadas, fuentes de lava y columnas continúas de ceniza de menos de 6 km sobre el nivel del cráter (ej. Abril-Mayo 2011, Marzo 2013, Abril 2015). El principal fenómeno sería las caídas de ceniza, moderadas a fuertes, las cuales afectarían principalmente a la zona occidental del volcán (excepto si se observa un cambio de la dirección del viento). Proyectiles balísticos (bloques y bombas volcánicas) y flujos piroclásticos pequeños podrían alcanzar una distancia de 2,5 km desde el cráter. Lahares secundarios pequeños se podrían formar debido a la removilización del material eruptivo por lluvia y podrían cortar la carretera Baños-Penipe.
    Es importante notar que las erupciones volcánicas son por naturaleza impredecibles y que la actividad del volcán también puede regresar a la normalidad sin erupción.

Estos escenarios podrán ser cambiados de acuerdo a la evolución de la actividad del volcán y del análisis de los datos provenientes del monitoreo instrumental y visual. El IGEPN mantiene una vigilancia permanente en el centro TERRAS (Quito) y en el Observatorio del Volcán Tungurahua.


PR, ET, BB, SH
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Desde enero del 2016 hasta la fecha (24/08) la actividad interna del volcán Cotopaxi se ha mantenido BAJA caracterizada por pocos eventos sísmicos. A nivel superficial la actividad se manifiesta con pequeñas emisiones intermitentes de gas. Generalmente, éstas se mantinen al nivel del cráter y solo en contadas ocaciones superan los 500 metros. Los vientos del mes de agosto (3-10 m/s) orientados predominantemente de oriente a occidente producen un efecto aerodinámico debido a la topografía del cono volcánico, este efecto hace que las emisiones de gases se deslicen por el flanco occidental del volcán removilizando el material volcánico (ceniza) depositado durante el periodo eruptivo de agosto-noviembre 2015. La removilización de este material previamente depositado produce una nube de polvo misma que ha sido reportada al IG-EPN por los visitantes del Parque Nacional Cotopaxi y los vigías de la zona y que es claramente visible en días despejados (Fig. 1). La actividad interna del volcán de acuerdo a los parámetros monitorizados por el  Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional se mantiene en un nivel BAJO.  

Validación del Mapa Preliminar de Amenazas Potenciales del Volcán Cotopaxi -  Zona Oriental

Figura 1. Volcán Cotopaxi. Emisón de vapor de agua y gases se colapsan por el flanco occidental del volcán levantando la ceniza depositada previamente durante el perido agosto-noviembre 2015. Fotografía recuperada de redes sociales. Guadalima S. (21/08/2016).

FJV/DS/SH/AA/EH
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Crónicas de la erupción del volcán Cotopaxi 2015

Volcán Cotopaxi, emisión continua con carga moderada a alta de ceniza dirigida hacia el occidente. Fotografía: Julien Bernard, 9 octubre 2015.

 

El Cotopaxi es un volcán activo de la cordillera Real ubicado a 60 km al sureste de Quito, 45 km al norte de Latacunga y 75 km al noroccidente de Tena. Está cubierto por un casquete glaciar que alimenta tres sistemas fluviales importantes: R. Pita (Norte), R. Cutuchi (Sur) y R. Tambo y Tamboyacu (Este).

En el período histórico (desde 1532) ha presentado al menos cinco ciclos eruptivos principales (1532-1534, 1742-1744, 1766-1768, 1853-1854 y 1877-1880). Dentro de estos se reconocen al menos 13 erupciones mayores (Hall y Mothes, 2008). Los fenómenos volcánicos asociados a estos fueron: caída de ceniza, pómez y escoria, coladas de lava, flujos piroclásticos y lahares. Estos fenómenos afectaron las zonas pobladas aledañas, causando pérdidas humanas, importantes daños en infraestructuras y generando crisis económicas regionales (Sodiro, 1877; Barriga, 2015).

El monitoreo del volcán Cotopaxi empezó en 1976.

Crónicas de la erupción del volcán Cotopaxi 2015

Figura 1. Red de monitoreo del volcán Cotopaxi. Hasta el momento se cuenta con 58 instrumentos de monitoreo, siendo este el volcán mejor monitorizado del Ecuador. OVC: Observatorio del Volcán Cotopaxi, GPS: Global Positioning System, BB: Broadband (banda ancha), SP: Short Period (periodo corto), AFM: Acoustic Frequency Monitor (detector de lahares).

 

La robusta base de datos del IG-EPN permitió definir un nivel de base de la actividad del volcán (Ruiz et al., 1998) y con ello el IG tiene la capacidad de identificar anomalías en el comportamiento del coloso, como las reportadas en: 2001-2002 (Molina et al., 2008; Hickey et al., 2015), 2005, 2009 y más recientemente en el 2015.


Cronología de la erupción del Cotopaxi “2015”

Desde mediados de abril 2015 se observa un incremento de la actividad sísmica del volcán Cotopaxi. A partir de mayo esa actividad es acompañada de un incremento en las emisiones de dióxido de azufre (SO2) registrado en la red de monitorización (Informe Especial N°2, publicado el 2 de junio de 2015). Adicionalmente, gracias al reporte de varios andinistas y personal del Parque Nacional Cotopaxi (PNC), se reconoce también un incremento en el olor a azufre sobre los 5700 m snm. Todos estos cambios muestran una anomalía persistente en el volcán.
El 11 de junio de 2015, en Informe Especial Nº3, el IG-EPN destaca un incremento de la actividad interna, con la aparición de tremor (vibración del conducto), y externa del volcán (fig. 2). En base a los datos del monitoreo se concluye que lo más probable es que la actividad siga incrementándose, pudiendo incluso producir EXPLOSIONES FREÁTICAS en el cráter.

Crónicas de la erupción del volcán Cotopaxi 2015

Figura 2. Volcán Cotopaxi. Se observa actividad fumarólica (vapor de agua y gases) que alcanza más de 1 km snc en dirección SSW. Cámara Sincholahua IG-EPN (14/06/2015).

 

Gracias a fotografías y videos recuperados de redes sociales del cráter del volcán Cotopaxi, se pudo observar la aparición de una laguna color verdosa (fig. 3). La presencia de este cuerpo de agua en el cráter podría favorecer la ocurrencia de EXPLOSIONES FREÁTICAS advierte el IG-EPN en Informe Especial Nº4 del 7 de agosto de 2015.

Crónicas de la erupción del volcán Cotopaxi 2015

Figura 3. a) Imagen de la laguna verde que se ha formado en el cráter del Cotopaxi, zonas fumarólicas y nuevas grietas (recuperada de las redes sociales). b) Foto del cráter del Cotopaxi en Enero 2003 (Patricio Ramón). Nótese que las zonas fumarólicas no son características nuevas. Tomado de Informe Especial Nº 4.

 

El 14 de Agosto del 2015, después de 4 meses de señales premonitores, el IG-EPN reporta la ocurrencia de dos explosiones pequeñas (Informe Especial N°5, publicado a las 06h38), La primera a las 04h02 y la segunda a las 04h07. Estas fueron escuchadas por andinistas que ascendían al volcán. La ocurrencia de explosiones de este tipo fueron señaladas en los Informes Especiales Nº3 y Nº4. Debido a esta actividad se produjó una caída moderada a pequeña de ceniza en los sectores de Jambeli, Machachi, Pedregal, Boliche, Aloag, Tambillo y Amaguaña. Más tarde, a las 10h25 otra emisión de ceniza (entre 6 y 8 km snc), visible desde distintos sitios (fig. 4), dieron lugar a caídas de ceniza hacia el NW y SW del Cotopaxi. Otros eventos explosivos, de menor magnitud a los anteriores ocurrieron a las 13h45 y a las 14h29. Estas emisiones fueron reportadas por la población ya que fueron claramente visibles (Informe Especial N°6). El estudio de la distribución de la caída de ceniza del 14 de agosto permitió calificar la erupción de “pequeña” con un indice de explosividad 1 y una magnitud de 1.2 (Bernard et al., sometido a Bulletin of Volcanology).

Crónicas de la erupción del volcán Cotopaxi 2015

Figura. 4. A la izquierda, explosión registrada a las 10h25 con una columna de emisión de entre 6-8 km snc con dirección al NW y SW. Recuperada de redes sociales, tomada desde Aloag al NW del volcán. A la derecha, Imagen Landsat de la explosión (Escobar, R.).

 

En el mismo reporte (Informe Especial Nº6) se resalta que: “el estudio preliminar de la ceniza producida durante estas explosiones sugiere por el momento que estas no estarían asociadas con el magma en profundidad, sino más bien a la sobrepresurización de un sistema hidrotermal menos profundo (aguas subterraneas), que fue sobrecalentado por el magma en las últimas semanas. Este tipo de explosiones son llamadas "FREÁTICAS" y son comunes en las etapas de reactivación de los volcanes. En los informes precedentes (Informe Especial Nº 3 y 4) se había mencionado la posibilidad de ocurrencia de este tipo de explosión, si bien no se podía prever su magnitud”, ni cuando sucederían. Sin embargo el estudio a detalle de la ceniza realizado en el último año permitió identificar un componente magmático lo que permite recalificar estas explosiones como “freatomagmáticas” (Gaunt et al., sometido a Journal of Volcanology and Geothermal Research).

Tras las explosiones del 14 de agosto la actividad del volcán Cotopaxi se caracterizó por la emisión semi-continua a continua de ceniza (material piroclástico; fig. 5). Esta afectó en gran medida la cotidianidad de las poblaciones ubicadas sobretodo al occidente del volcán (dirección predominante de los vientos). En ocaciones, incluso se reportó la caída de ceniza en sectores tan distantes como: Santo Domingo de los Colorados, El Carmen, Quevedo, Portoviejo y Bahía de Caráquez.

Crónicas de la erupción del volcán Cotopaxi 2015

Figura 5. Volcán Cotopaxi. Emisiones continuas con carga moderada – alta de ceniza dirigidas hacia el occidente, por la dirección predominante de los vientos. Espín Bedón P. IG-EPN, 29/08/2015.

 

La erupción continuó con emisiones de ceniza de menor intensidad hasta el final de noviembre 2015 (Informe Especial N°23, publicado el 9 de diciembre). Adicionalmente, se generaron lahares (flujos de escombros) secundarios que afectarón principalmente el flanco Occidental de volcán y en particular dificultarón el tráfico vehicular en la carretera del PNC en la quebrada Agualongo.

Crónicas de la erupción del volcán Cotopaxi 2015

Figura 6. Intersección de la Q. Agualongo con la vía que va al Refugio dentro del PNC. Nótese la amplia zona de inundación. Tomado del Informe Especial N°23.

 


Actividades realizadas por el IG-EPN
Desde el inicio de la reactivación del volcán Cotopaxi en abril 2015, el personal del IG-EPN ha trabajado en 4 ejes principales:

1.  Mejoramiento y mantenimiento de la red de monitoreo del volcán Cotopaxi. Antes de la reactivación el volcán ya contaba con una de las mejores redes de monitoreo de Latinoamérica lo que permitió identificar las primeras señales de reactivación del coloso. Sin embargo con el fin de mejorar las capacidades de detección se procedió en instalar nuevas estaciones de monitoreo con instrumentos de última generación con la ayuda del grupo VDAP (Volcano Disaster Assistance Program) del servicio geológico de Estados Unidos (USGS) y de la colaboración japonesa JICA. Adicionalmente, debido a la actividad del volcán y en particular a las frecuentes caídas de ceniza, se necesitó realizar un mantenimiento constante de las estaciones e incluso la reubicación de algunas. Ademas, conjuntamente con el ECU911 y la SGR, se conformó una red de vigías en las comunidades aledañas al volcán para preparar e involucrar a las comunidades en el monitoreo volcánico.

2.  Información y capacitación de las autoridades y de la población. A parte de los 28 informes especiales y cerca de 450 informes/noticias diarios publicados desde el 2 de junio de 2015, el IG-EPN se esforzó en informar y capacitar a las autoridades y a la población con decenas de charlas y visitas al campo. El principal objetivo de estas charlas es preparar a la comunidad frente a una posible erupción del volcán e informar sobre las zonas potencialmente afectadas por fenómenos volcánicos, en particular los lahares primarios y las caídas de ceniza.

3.  Evaluación de la amenaza volcánica. Antes de la crisis de 2015 el Cotopaxi ya contaba con mapas de amenazas volcánicas para las zonas Norte y Sur. Sin embargo la escala de estos mapas (1/50 000, publicados en 2004) no era suficientamente precisa para las necesidades de la población y de las autoridades. Por lo tanto se realizó nuevos estudios de campo y simulaciones numéricas para actualizar estos mapas con una escala de 1/5 000. Adicionalmente, se realizó el estudio para la zona oriental que no tenia un mapa de amenza y se presentó a las autoridades una versión preliminar en noviembre 2015. Los nuevos mapas para la zona Norte y Sur, escala 1/5 000, serán publicados proximamente.

4.  Investigación científica. La crisis del Cotopaxi ha sido una oportunidad para estudiar en detalle el despertar de un volcán y sus primeros productos. La investigación científica es un proceso largo donde los resultados deben ser sometidos a la comunidad científica antes de publicarlos. Al momento el IG-EPN tiene varias publicaciones en el proceso de revisión por pares en diferentes revistas internacionales sobre temas como la dinámica eruptiva (Gaunt et al., sometido a Journal of Volcanology and Geothermal Research), la relación entre las emisiones de ceniza y el tremor sísmico (Bernard et al., sometido a Bulletin of Volcanology), el origen de la deformación observada durante la crisis (Mothes et al., sometido a Journal of Volcanology and Geothermal Research). Estos resultados fueron presentados a la comunidad durante un foro internacional de vulcanología organizado en Sangolqui y Latacunga el 15 y 16 de marzo de 2016. También fueron presentados en congresos nacionales (CAMCA 2016) e internacionales (EGU, AGU, COV9). La investigación científica nos permite entender mejor los procesos volcánicos y por ende nos ayuda a mejorar los escenarios eruptivos y pronósticos para informar adecuadamente a la población.

Un año después de las primeras explosiones, el IG-EPN presenta esta breve reseña sobre cómo fue la reactivación del volcán Cotopaxi desde su inicio, con el fin de recordar a la ciudadanía que vivimos en un país de alto riesgo sísmico y volcánico. El primer paso para la reducción de la vulnerabilidad y consecuentemente del riesgo es conocer los fenómenos, buscando información en fuentes confiables.  En momentos de crisis es importante no hacer caso a rumores.

El IG-EPN está continuamente vigilando las variaciones de la actividad en los diferentes volcanes del Ecuador y reportará oportunamente cualquier cambio.

Instituto Geofísico monitoreando la actividad sísmica y volcánica desde 1983.

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