Volcanes - Instituto Geofísico - EPN

Volcanes (189)

Los volcanes activos son observados a través de diversas tecnologías.

La población de la comunidad de Columbe nos reportó la emanación de gases en el sector Miraflores – San José (cercanías del río Gaushi), en la provincia de Chimborazo, el lunes 25 de enero del presente año. Según los pobladores estos gases se observaron al menos quince días antes dicho reporte.
 
Varias hipótesis se habían emitido con respecto al origen de estos gases, incluyendo un posible origen volcánico. Con el fin de obtener datos de la zona y determinar la naturaleza de los gases una comisión de técnicos del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional con la coordinación de la SGR Zona 3 realizó trabajos de campo en la zona (Figura 2).


CONTEXTO GEOLÓGICO DE LA ZONA
En esta zona se han reconocido algunas fallas tectónicas recientes, la más importante, la Falla Pallatanga continua hacia el noreste y pasa al norte de Colta. Esta falla pertenece al sistema mayor dextral del Ecuador.

Las rocas sedimentarias de la cuenca Alausí-Riobamba discordantemente rocas del basamento se superponen de la unidad Pallatanga y una potente secuencia de rocas volcánicas del Oligoceno-Mioceno, que se puede distinguir en las siguientes  formaciones:  

Facies volcánicas de la parte más inferior de la Formación Huigra (Eguez et al., 1992); que sugiere se correlacionan con el grupo de Saraguro.

Parte superior de la Formación Alausí, cuyas edades radiométricas  que se correlacionan con los volcano-clásticos del Mioceno tardío, volcánicos Turi y formación Tarqui (Hungerbühler et al., 2002) en el ante-arco del sur ecuatoriano.
Aunque no se observó el contacto físico, los lacustres de la formación Sicalpa se asume que recubrió inconformemente a los volcánicos Alausí (Lavenu et al., 1992).

Los potentes abanicos aluviales y conglomerados fluviales de la Formación Palmira recubren la Formación Sicalpa del Plioceno con una discordancia angular (Eguez et al., 1992; Lavenu et al, 1996). La presencia de estos sedimentos gruesos, que provienen del este, indica un cambio tectónico y / o climático durante el Plioceno tardío (Lavenu et al., 1996). Estas facies gruesas pueden haber sido depositadas durante la deformación sinsedimentaria en la Formación Latacunga contigua, y un régimen tectónico compresivo puede haber prevalecido durante la deposición de la Formación Palmira.

Informe de trabajos de campo en las grietas en el sector de Columbe

Figura 1. Columna estratigráfica Cuenca Alausí-Riobamba (Winkler et al., 2005).

 

Informe de trabajos de campo en las grietas en el sector de Columbe

Figura 2. Mapa de ubicación: Columbe, Provincia de Chimborazo.

 


1. Medidas de las emanaciones de gases
A través de la observación se pudo constatar la emisión de gas a través de las grietas. Este gas tiene un color grisáceo y tiene un olor similar al que despide la madera o carbón quemado. No se percibió olor a azufre en la zona.

Informe de trabajos de campo en las grietas en el sector de Columbe

Figura 3. Emanación de gas a través de las grietas (foto: P. Espín Bedon/ IG-EPN).

 

Se utilizó un instrumento capaz de detectar múltiples especies “Multigas” para detectar las concentraciones de gases emanados por las grietas.

Informe de trabajos de campo en las grietas en el sector de Columbe

Figura 4. Técnicos del IG-EPN realizando mediciones con el instrumento Multigas (foto: M. Córdova/IG-EPN).

 

Informe de trabajos de campo en las grietas en el sector de Columbe

Figura 5.- Mediciones de CO2 obtenidos el 27/01/2016 utilizando el instrumento “Multigas”. (S. Hidalgo /IG-EPN).

 

Se realizaron medidas del gas usando el instrumento “Multigas” y se detectaron concentraciones de CO2 de 1000 a 2500 ppm, siendo la concentración normal de CO2 en la atmosfera de 400 a 450 ppm. Las altas concentraciones de CO2 medidas en la zona podrían estar asociadas a la combustión de suelos enriquecidos en materia orgánica o de las turbas encontradas en la zona. No se midieron gases de origen volcánico como el SO2.

Además se recolectó una muestra de agua para ser analizada, los resultados de dicho análisis se darán a conocer cuando sean entregados por el laboratorio.


2. Medición de Temperatura
Utilizando dos métodos diferentes: se procedió a medir los valores de temperatura de los gases emanados por las grietas.
- Termocupla: Permite medidas de temperatura en situ a través de una barrilla conductora que fue enterrada en tres diferentes puntos del lugar. Los Puntos 1 y 3 corresponden a grietas donde la salida de gas era evidente, el punto 2 corresponde solamente a un horizonte de suelo sin emisiones de gas evidente.

Informe de trabajos de campo en las grietas en el sector de Columbe

Figura 6.- Medición de temperatura en el afloramiento usando Termocupla (foto: M. Córdova/IG-EPN).

 

Las temperaturas medidas fueron:

Informe de trabajos de campo en las grietas en el sector de Columbe

Tabla 1.- Mediciones de Temperatura usando “Termocupla”, en varios puntos del afloramiento.

 

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Figura 7. Puntos de medición de temperatura utilizando “Termocupla”. (Foto: P. Espín Bedón/IG-EPN).

 


- Cámara térmica FLIR: La Temperatura máxima aparente (TMA) medida con la cámara térmica (Figura 8) alcanza el valor de 434°C en la zona de combustión.

Valores de temperatura menores se encontraron en la superficie de las paredes de esta grieta, las cuales por efecto de conducción alcanzan temperaturas del orden de 88±4 °C y menores, a medida que se alejan del interior de las grietas

Informe de trabajos de campo en las grietas en el sector de Columbe

Figura 8. Temperatura máxima aparente, detectada a través de la cámara térmica. (P. Ramón- M. Almeida/IG-EPN).

 


3. Trabajos Geológicos en el talud y la zona
Se realizó un reconocimiento geológico del afloramiento (Figura 9). Los depósitos encontrados en el afloramiento corresponden a suelos y material de ambiente lacustre, es remarcable la presencia de una capa de turba (1.40 m de espesor aproximadamente).

Informe de trabajos de campo en las grietas en el sector de Columbe

Figura 9. Descripción estratigráfica del afloramiento (foto: J. García, D. Sierra / IG-EPN).

 

Informe de trabajos de campo en las grietas en el sector de Columbe

Figura 10. Muestra de material orgánico (turba) de color café recolectada en el afloramiento.

 


4. Medición de parámetros Físico-Químicos en aguas
Según el testimonio de uno de los moradores del sector, varias truchas de un criadero aledaño habían muerto inexplicablemente el 24 de enero. Para descartar vinculación entre este fenómeno y la emanación de gases desde la grieta se procedió a tomar medidas de pH, conductividad y temperatura en el criadero.

Informe de trabajos de campo en las grietas en el sector de Columbe

Tabla 2. Mediciones de parámetros físicos en el criadero de truchas aledaño a la zona de estudio.

 

El pH que se obtuvo de la medición está considerado dentro del rango normal, el agua puede albergar peces de agua dulce con pH entre 6-8. La temperatura se mantiene en un rango adecuado de manera que no significa una amenaza para la vida de los peces. Se requiere el resultado de los análisis de laboratorio para verificar si algún compuesto tóxico se encuentra presente.

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Figura 11. Técnicos del IG realizando mediciones de parámetros físicos y toma de muestras en criadero de truchas aledaño a la zona de estudio (foto: P. Espín Bedon/IG-EPN).

 

Informe de trabajos de campo en las grietas en el sector de Columbe

Figura 12. Reconocimiento geológico de la zona, realizado por el personal del IG-EPN (foto: P. Espín Bedon/IG-EPN).

 


5. Testimonios de los Moradores
Como parte de la investigación del fenómeno de salida de gas desde la grieta se entrevistó a los moradores de la zona, al párroco de Columbe, miembros del cuerpo de Bomberos de Colta, al dueño del criadero de truchas y del terreno.
Los testimonios de estas personas son muy importantes pues permitirá hacer una reconstrucción de los hechos y tener una mejor idea de que puede estar ocurriendo en la zona. A continuación se recogen algunos de los hechos ocurridos en Columbe:

- Hace dos semanas aproximadamente, el dueño del terreno prendió fuego al terreno con la finalidad de eliminar la maleza existente en el mismo.
- El día domingo 24 de enero de 2016, algunas de las truchas del criadero amanecieron muertas.
- El párroco de Columbe asevera que hace aproximadamente un mes se podían observar pequeñas emisiones de vapor debajo de un árbol ubicado en la zona, mismo que se quemó y actualmente se encuentra caído.
- El Párroco asegura que se observó incandescencia en la zona a partir del lunes 25 de enero del 2016.
- El día martes 26 de enero los bomberos de Colta bombearon agua desde el río con el objetivo de sofocar las llamas, además procedieron a escavar parte del talud causando inestabilidad y provocando el deslizamiento de una parte del afloramiento.


6. Conclusiones
En base a todos los datos y trabajo de campo se pueden establecer que:

  • La zona de estudio se encuentra en un área tectónicamente activa, el afloramiento se encuentra muy cerca del trazo de falla de uno de los ramales del sistema mayor dextral.
  • El reconocimiento geológico del afloramiento permitió identificar rocas pertenecientes a ambientes lacustres, incluyendo un horizonte de turba (un tipo de carbón mineral).  Es posible que estas rocas hayan sido afectadas por las fallas de la zona provocando que afloren en superficie.
  • La incandescencia observada por los moradores de la zona presumiblemente corresponde a la quema de materiales orgánicos (turba, raíces de árboles, y existe la posibilidad de que exista gas metano, el mismo que es inflamable, sin embargo nuestros equipos no tienen la capacidad de medir esta especie gaseosa).
  • La ignición de estos materiales pudo haber sido iniciada con la quema inintencional de hierbas realizada por el dueño del terreno.
  • Se pudo observar que el flujo de gas no es continuo y la desestabilización del talud podría contribuir al aumento del mismo.


7. Recomendaciones

  • El ingreso de las personas está desestabilizando el talud y agravando el deslizamiento, por lo que se recomienda evitar el acceso de personas a la zona.
  • Debido a que los gases de combustión pueden resultar nocivos para la salud, se recomienda no exponerse directamente a los gases.
  • Existe además la posibilidad de que en el interior de la turba existan zonas de acumulación de gases los cuales podrían ser liberados súbitamente incrementado el peligro para quienes se encuentren demasiado cerca de las grietas.
  • Se recomienda una evaluación continua de la zona, debido a que no se conoce el volumen del depósito.


DS, PE, MC, ET, SH, BB, MA, JG, PR, MR
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Actividad externa baja e interna moderada

Resumen
Durante las últimas semanas se ha observado una baja actividad externa en el volcán Cotopaxi, que está caracterizada principalmente por poca presencia de vapor en la cumbre, esporádicas columnas de gases y muy poca emisión de ceniza. Algunos parámetros de monitoreo (SO2, sismos tipo LP, tremor, ceniza) regresaron prácticamente a su nivel de base pre-eruptivo pero se siguen registrando sismos tipo VT's (~90 por día) y algunas explosiones internas indicando posiblemente la permanencia de una fuente de presión en el volcán. Al momento el escenario más probable es que la actividad superficial del volcán se mantenga a un nivel bajo. En este escenario se prevé que el volcán siga produciendo pequeñas emisiones de ceniza sin afectación a las poblaciones aledañas al volcán y  lahares secundarios que se queden dentro de los límites del Parque Nacional Cotopaxi como hasta ahora. No se descarta una mayor actividad del volcán en las próximas semanas pero es el escenario menos probable. Al final del informe se detallan estos escenarios.


Observaciones visuales
Durante las últimas semanas, las condiciones de observación visual han sido variables pasando por días completamente nublados hasta días completamente despejados. La actividad superficial ha estado caracterizada principalemente por emisiones de baja energía de gas al nivel del cráter alcanzando en ocasiones hasta 800 m sobre el nivel del mismo (Fig. 1A y 1B). El 24 de enero a las 18h43 TU (Tiempo Universal) se produjo una emisión con contenido bajo a moderado de ceniza que alcanzó 700 m snc (Fig. 2A y 2B) dirigida por el viento hacia el Occidente. Esta emisión coincide con un sismo de tipo híbrido (Magnitud 2.3).

Actualización de la Actividad Eruptiva del Volcán Cotopaxi - N° 3 - 2016

Figura 1. Emisión de gas alcanzando 800 m snc el 22/01/2016 asociada a dos sismos de Largo Periodo pequeños ocurrido a las 04h16 y 04h23 TU (A: 04h19 TU; B: 04h28 TU).

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Figura 2. Emisión de ceniza alcanzando 700 m snc el 24/01/2016 asociada a un sismo hídrido (Magnitud 2.3) ocurrido a las 18h42 TU (A: 18h43 TU; B: 18h46 TU).


Sismicidad
Durante la última semana, la actividad sísmica del volcán Cotopaxi no ha mostrado mayor cambio respecto a las semanas anteriores. El volcán continúa presentando principalmente eventos Volcano-Tectónicos (VT) con un promedio de alrededor de 90 VT/día (Fig. 3) y pocas explosiones pequeñas. La mayoría de estos eventos se localizaron bajo el cráter entre 2 y 10 km de profundidad con magnitudes entre 0.5 y 2.5 (Fig. 4). El número de eventos de Largo Periodo (LP) se mantiene en su nivel de base desde mediados de octubre de 2015 (< 5 LP/día; Fig. 5) al igual que los episodios de tremor.

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Figura 3. Número de eventos Volcano-Tectónico en el Cotopaxi hasta el 25/01/2016.

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Figura 4. Localización y magnitud de eventos Volcano-Tectónico en el Cotopaxi hasta el 27/01/2016.

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Figura 5. Número de eventos de Largo Periodo en el Cotopaxi hasta el 25/01/2016.


Deformación
Los resultados del inclinómetro de VC1 muestran un patrón de deformación casi plano desde finales de octubre para el eje radial y finales de noviembre para el eje tangencial. Sin embargo no se observa un regreso a los valores pre-eruptivos. Como consta en la Figura 6, no se observa una nueva deformación asociada a los VT's de las últimas semanas. Los demás instrumentos tampoco muestran una deformación del edificio volcánico.

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Figura 6. Deformación registrada en la estación inclinométrica VC1 comparada con el número de eventos sísmicos (M. Yépez, IGEPN).


Emisión del SO2
Las emisiones de SO2 se mantuvieron por debajo de 1000 ton/día en las últimas semanas (Fig. 7). Los valores obtenidos regresaron casi al nivel de base pre-eruptivo.

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Figura 7. Valores máximos del SO2 (dióxido de azufre) hasta el 27 de enero, 2016.


Caída de ceniza
Desde el 23 de noviembre de 2015 no se registraron caídas de ceniza significativas asociadas a la actividad del volcán. Las pequeñas emisiones de Enero probablemente no produjeron caídas de ceniza medibles en las proximidades del volcán.


Lahares
Desde el 28 de agosto de 2015 varios lahares secundarios se han producido en el volcán Cotopaxi. A diferencia de los lahares primarios que se originan por contacto del material volcánico incandescente con el hielo durante erupciones grandes, su origen se debe a intensas lluvias que caen en la parte alta del volcán y arrastran pendiente abajo la ceniza que se depositó en los flancos durante la fase eruptiva que empezó el 14 de Agosto de 2015. Esta mezcla inicial incorpora rocas y otro tipo de escombros al transportarse pendiente abajo, viajando hasta que la pendiente y su energía lo permitan. Algunos de estos lahares se han generado también debido a los deshielos que se han producido constantemente. El volumen esperado de los lahares secundarios producidos por las lluvias es mucho menor al esperado por las erupciones grandes del Cotopaxi. Hasta hoy se han registrado 39 lahares secundarios, la mayor parte de ellos han descendido por la quebrada Agualongo ubicada al occidente del volcán, y unos pocos por los flancos norte y nororiental. En general son lahares muy pequeños que no sobrepasan un caudal de 10 m³/s. Se detallan a continuación los lahares más caudalosos que se han registrado (Tabla 1).

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Tabla 1: Datos cuantitativos de los lahares más caudalosos registrados en el volcán Cotopaxi entre Agosto de 2015 y Enero de 2016.


Interpretación
Los datos de monitoreo obtenidos hasta el 28 de enero de 2016 indican que ciertos parámetros del monitoreo (SO2, LP's, tremor, ceniza) regresaron casi hasta el nivel de base pre-eruptivo. Todos estos parámetros están vinculados de alguna manera a la salida de gas. La deformación del edificio marca una pausa desde noviembre 2015 pero no ha regresado al nivel pre-eruptivo. Esto que indicaría que la intrusión magmática responsable de la actividad eruptiva entre Agosto y Noviembre 2015 permanece en el lugar de su último emplazamiento con un volumen considerable, el cual no ha disminuido de manera apreciable durante las semanas que duró la emisión de ceniza en este primer episodio de erupción. Adicionalmente los sismos de tipo VT's detectados de manera sostenida durante ya más de cuatro meses y las pequeñas explosiones registradas últimamente indicarían que sigue una fuente de presión al interior del volcán.

Una posible interpretación de este conjunto de resultados es que al momento la parte superior de la intrusión magmática se está transformando en un tapón poco permeable que no deja pasar los gases, los cuales se acumulan hasta producir una pequeña explosión interna. Los VT's podrían ser interpretados como pequeños movimientos de este tapón o pequeñas realimentaciones de magma cuyo volumen no altera el patrón de estabilidad que muestran los valores de deformación desde el fin de Noviembre. Al momento no hay evidencia de un cambio de comportamiento del Cotopaxi respecto a las últimas semanas pero no se puede descartar el inicio de un cambio de estos patrones de estabilidad actuales en plazos cortos. El IGEPN está muy atento de cualquier cambio en las condiciones presentadas por el volcán.


Escenarios
Al momento el volcán no presenta una actividad eruptiva significativa y en función de esto se propone tres escenarios organizados del más probable al menos probable:

  • 1) La actividad superficial se mantiene baja con ocasionales pequeñas emisiones de ceniza como la del 24 de enero de 2016 que no afectan a la comunidad. Lahares secundarios pequeños se pueden formar debido a la removilización del material eruptivo por lluvia o deshielo del glaciar afectando de manera leve únicamente la zona del Parque Nacional Cotopaxi como ya se ha evidenciado en el evento del 13 de enero de 2016. Este es el escenario más probable para las próximas semanas si no hay un inicio de cambios en los parámetros de monitoreo.
  • 2) Una explosión interna o un VT un poco más energético podrían producir fracturas en el tapón y producir una pequeña reactivación del volcán. En este caso se podrían reanudar las emisiones de ceniza acompañadas de posibles explosiones pequeñas a moderadas. Caídas de ceniza afectarían zonas cercanas al volcán en función de la velocidad y dirección del viento. Los depósitos de ceniza alcanzarían pocos milímetros de espesor. En este caso la nueva acumulación de material sobre el glaciar y los flancos del volcán podría aumentar el tamaño y la frecuencia de los lahares secundarios. Sin embargo estos también afectarían principalmente el Parque Nacional Cotopaxi.
  • 3) Un nuevo pulso de magma llega al reservorio pero su paso a la superficie está obstruido por un tapón, lo que provoca un aumento de la presión en el conducto volcánico. Eventualmente, la presión del magma vence la resistencia del tapón, produciendo una (o más) explosiones de tamaño moderado a grande con abundante incandescencia, caídas de bombas balísticas que alcanzan un máximo de 5 km desde el cráter y pequeños flujos piroclásticos (tipo Tungurahua julio 2013). Las caídas de ceniza son moderadas a fuertes en las direcciones predominantes del viento con una acumulación de algunos milímetros hasta pocos centímetros de ceniza cerca del volcán. Adicionalmente se pueden formar lahares por la mezcla del material volcánico con agua de derretimiento del glaciar. En este escenario los lahares podrían ser de tamaño pequeño hasta moderado y afectarían principalmente la zona del Parque Nacional Cotopaxi. También podrían bajar hasta zonas pobladas en los drenajes principales del volcán (ríos Pita, y/o Cutuchi y/o Alaquez y/o Jatunyacu), aunque sin mayor afectación. Al momento de la publicación de este informe este escenario es menos probable que 1) y 2) debido a la falta de evidencia de una nueva intrusión.
  • 4) no se descarta por completo una erupción de mayor magnitud asociado a una intrusión de mayor volumen que en el escenario 3). Al igual que el escenario 3), la falta de evidencia de una nueva intrusión de gran volumen hace que el escenario 4) sea el menos probable de todos. De todas maneras hay que recordar que los anteriores períodos eruptivos del Cotopaxi en los siglos anteriores se caracterizaron por durar muchos años y porque en dentro de este período de años se produjeron 1-2 erupciones mayores como la considerada en el escenario 4.

Estos escenarios podrán ser cambiados de acuerdo a la evolución de la actividad del volcán.


BB-SH-EV-SH-SA-HY-MR
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Durante los últimos días comuneros han observado una emanación de gases con incandescencia en las cercanías del cerro de Columbe, sector Miraflores – San José (cercanías del río Gaushi), en la provincia de Chimborazo.  En este momento el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional envió dos grupos de técnicos al sitio para realizar varias mediciones e investigar la causa de este fenómeno.

Cabe aclarar que la zona donde se registra la salida de gases y la incandescencia está ubicada aproximadamente a 45 km del volcán Chimborazo, como se indica en el mapa adjunto.

Emanación de gases en Columbe, provincia de Chimborazo

Mapa donde se muestra la distancia entre el volcán Chimborazo y la zona afectada. (Fuente: Google Earth.)

Una vez que se tengan los datos de los equipos en campo, se publicará un informe especial en la brevedad posible sobre este fenómeno.

SA-GPM
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional