Observaciones visuales y térmicas del volcán, disminución de la energía sísmica y características de las cenizas analizadas

05 de Septiembre de 2015

Observaciones y mediciones realizadas desde avión:
El día 3 de septiembre, con el apoyo logístico de una aeronave por parte del MICS, se efectuó un sobrevuelo desde el aeropuerto de Tababela en dirección al volcán Cotopaxi, en un avión Twin Otter de la FAE (452), al mando del Cap. Byron Pardo, siguiendo la ruta que se muestra en la figura 1.

Durante la aproximación al volcán se pudo apreciar una columna de emisión que se elevaba unos 1000 m sobre el cráter y luego se dirigía hacia el W, posteriormente por efecto de los vientos de altura ésta cambiaba su rumbo y se dirigía hacia el norte (Fig. 2), fue posible observarla cruzando sobre el aeropuerto de Tababela.

Una vez en el sector del volcán se observó que éste emitía una columna de vapor de agua con un contenido moderado a alto de ceniza, la cual ascendía hasta unos 1000 m de altura sobre el cráter, inicialmente desplazándose sobre el flanco occidental y luego en dirección al norte, donde alcanzó una altura de unos 8500 msnm, de acuerdo al reporte de la VAAC. La cobertura de ceniza sobre el volcán va desde el flanco superior NNE hasta el flanco SSW.

Como ya se mencionó en informes anteriores, en varias zonas de la parte superior de algunos glaciares se continúa observando la presencia de nuevas grietas, principalmente en los flancos E y NE y sobre la pared de Yanasacha. Zonas con desprendimientos de rocas y acumulación de material al pie de la pared, se observaron en el sector de Yanasacha. Tanto en el sector de la cumbre norte, como en la cumbre sur y otras partes altas del cono, se observó la acumulación de bloques balísticos, así como de pequeños cráteres de impacto de los mismos bloques que son expulsados durante las emisiones.

En esta oportunidad, en un momento cuando la intensidad de la emisión disminuyó, se pudo observar de mejor manera una parte del interior del cráter. Se confirmó que el glaciar circular al interior del cráter (dona), en el sector sur, debido a la actividad del volcán, ha disminuido significativamente en sus dimensiones y presenta grandes fracturas (Fig. 3), lo cual podría indicar que el mismo ha experimentado un proceso de fusión. De manera general se puede decir que las zonas de fusión del glaciar en los flancos superiores del volcán han incrementado sus dimensiones.

Fue notorio observar en el flanco N la presencia de agua y humedad en el contacto del glaciar con la superficie del terreno, desde allí se formaban delgados hilos de agua los que descendían aguas abajo por el flanco (Fig. 4) hasta los drenajes principales del volcán.

Dadas las condiciones de la emisión continua, el monitoreo termal se lo hizo únicamente en los flancos N, E, S y en la parte S del cráter interno. Las temperaturas más altas que se registraron fueron en la columna de emisión con una temperatura (TMA) de 200.3° C (Fig. 5), esto es una temperatura mayor que la registrada en la columna de emisión del 26 de agosto, que fue del orden de 150° C. En algunas zonas de los flancos S y E se nota un incremento de pocos grados centígrados de las temperaturas en relación a lo medido el 26 de agosto, por ejemplo la zona flanco Sur 4 y la zona flanco oriental 1.  En las zonas restantes se mantienen las temperaturas o hay una disminicion.

Es interesante también notar que en esta ocasión no se observaron bloques acompañando a las columnas de emisión, como se pudo observar en las imágenes térmicas durante el vuelo del 26 de agosto. Por otro lado se debe indicar que en varios sitios de los flancos se pudo observar la presencia de nuevas anomalías termales que no habían sido vistas anteriormente, como se muestra en la figura 5.

Sismicidad:
Por otro lado la sismicidad ha mantenido niveles de amplitudes sísmicas presentan valores menores comparados con hace una semana (Fig. 6), aunque sus valores son aún mucho mayores a los niveles anteriores a Junio.

Los señales sísmicas están caracterizadas por episodios de tremor de amplitud moderado (Fig.7) y de eventos sísmicos discretos ocasionales cuyos ubicaciones están alineados con el conducto volcánico a varios kilómetros de profundidad, especialmente unos sismos volcano-tectonicos y VLP´s del 01 y 02 de Septiembre que fueron reportados en el reporte No. 13 (Fig. 8a y 8b).

Características de las cenizas analizadas:
Muestras de cenizas que cayeron en el flanco occidental del volcán Cotopaxi, entre el 15 a 26 de agosto, fueron analizadas en el laboratorio del Dr. Pierre Delmelle de la Universidad de Louvain, Bélica, especialista en la química de las cenizas y sus efectos sobre la agricultura y vida humana. Los resultados (Tabla 1) muestran que las cenizas tienen un pH relativamente bajo, concentraciones de sulfatos (SO4) y mayormente concentraciones de fluor (F) y cloruro (Cl) no elevadas.

El especialista Delmelle dice que el pH bajo pueda tener implicaciones en el piel y el sistema digestivo de los animales herbívoros quienes se alimentan de la hierba cubierta con la ceniza.  Las plantas pueden sufrir de la acidez y eventualmente podría ser corrosivo para techos y metales.   El elemento fluor (F) no parece tener los niveles para causar problemas en las articulaciones o dientes de los animales herbívoros, una condición que se llama flurosis y que fue evidente en el salud de los animales durante erupciones basálticas en Chile del volcán Lonquimay.

Las cenizas que actualmente están siendo lanzadas por el volcán Cotopaxi son el producto de la erosión de las rocas del conducto o del sistema hidrotermal del volcán, donde hay un ambiente de roca alterada por condiciones ácidas, particularmente con respecto al SO4.  Eventualmente, si el sistema eruptivo muestra una mayor concentración de partículas magmáticas de material juvenil (nueva magma), el pH debe subir (normalizarse) y tendría una menor concentración de SO4.   Todos los días se está recolectando cenizas y estas son analizadas por miembros del IGEPN para identificar cambios de productos de sistema hidrotermal a uno mayormente magmático.

Resumen:
Se ha registrado un incremento de las temperaturas en la columna eruptiva de gases y cenizas.  Las amplitudes de las señales sísmicas no muestran una tendencia creciente, pero se han detectado sismos discretos ocasionales que están alineados con el conducto a profundidades de entre 3 a 11 kilómetros bajo el cráter y que están asociados con la presencia y empuje de magma.  Por otro lado, las cenizas recolectadas y estudiadas hasta el 02 de Septiembre, sugieren que todavía el mayor aporte de estos productos es roca pre-existente y alterada y relacionada con el conducto y no todavía con un nuevo cuerpo magmático.  Esta situación pudría cambiar con la continuación del proceso eruptivo y el correspondiente ascenso de magma.

PR,SV,MA,PM,MR
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Evolución de la actividad eruptiva

Emanación de Cenizas y Gases Volcánicos:
Entre el 28 de agosto, fecha del último informe especial (No. 12) y el día de hoy, se constató una disminución en las alturas y en la concentración de cenizas en las emisiones del volcán Cotopaxi.  Generalmente estas emisiones no pasaron de un kilómetro de altura sobre el nivel del cráter y presentaron una dirección preferencial hacia al occidente - noroccidente, y ocasionalmente tuvieron una dirección hacia el suroccidente.  Sin embargo, hoy a las 11h20TL se produjo una columna de más de 3 km de altura, cuya ceniza de calor blanco cayó en los flancos occidentales del volcán.  Posteriormente, a las 13h43TL se observó una nueva emisión con una columna de más de 4 km de altura.  Ayer hubo reportes de caída de ceniza fina en Sto. Domingo de los Colorados y Manabí (Fig. 1a y b).

En los flancos occidentales del volcán, a niveles sobre los 3200 metros de altura, se observan los depósitos de ceniza fina de color negro que cubre toda la vegetación, los equipos de monitoreo del IGEPN y las instalaciones del Parque Nacional Cotopaxi.  Esta caída de ceniza también es observada en el sur del cantón Ruminahui (Fig. 2a, 2b y 2c).

En el recorrido de la red de cenizómetros del IGEPN (Fig. 3) el día viernes 28 de agosto, se recolectaron datos sobre la cantidad de ceniza acumulada entre los días 22 a 28 de Agosto, durante lo cual se ha observado una cantidad mucho mayor a la que fue registrada la semana anterior con depósitos milimétricos en varios sitios.  En este último ensayo se calculó que se cayó un volumen de ceniza de aproximadamente 630,000 m3, con un peso de 7.71 X 108 kg. El área de mayor afectación está entre San Juan de Pastocalle al sur y El Chaupi al norte (Fig. 4).  Hasta el momento la cantidad de ceniza emitida por el volcán permite calificar la erupción con un índice de explosividad (VEI por sus siglas en inglés) 1.

El pronóstico de dispersión de la nube de ceniza, con una altura promedio de 2 km sobre la cumbre, para hoy se presenta a continuación (Fig. 5).

Se observa que el nivel del gas SO2 se ha mantenido entre 4.000 y 15.000 T/día.  Sin embargo, este valor es subestimado dado que las medidas son opacadas por la presencia de ceniza en el aire (Fig. 6).  

Las mediciones realizadas por el satélite Aura/OMI dieron valores moderados, mostrando claramente una columna con dirección al O-SO entre el 29 y 30 de agosto de 2015 (Fig. 7).

Sismicidad:
Desde el 28 de Agosto hasta anoche, el volcán presentó una disminución en los niveles de energía liberada (Fig. 8).  Los sismogramas han registrado una disminución en el tiempo de duración del tremor de emisión y más periodos de calma relativa (Fig. 9a y 9b).  

Sin embargo, en desde el 1 de septiembre se están registrando algunos sismos de fractura (tipos VTs) y LP´s.  En los últimos días, intercalados con los episodios de tremor de menor duración (figura 2), se han registrado algunos sismos con características de volcano-tectónico (figura 10).  Los eventos más importantes de este tipo ocurrieron el 1 de septiembre a las 05h45, 11h28, 15h04, 20h22, 22h53; el 2 de septiembre a las 06h41, 10h33 y 12h13.  Algunos de estos sismos llevan un claro contenido de VLP (sismos de muy largo periodo).  En las figuras 11 y 12 se ven los espectros de las señales.  Los hipocentros de estos sismos se ubican entre 3 y 11 km de profundidad bajo la cumbre.  La magnitud más alta fue 2.7 (Fig. 13).

A las 10h05 TL se registró un tremor de tipo espasmódico compuesto por varios pulsos de mayor amplitud (Fig. 12).  Este tremor duró hasta las 10h34 TL y terminó al mismo tiempo que se registró un sismo tipo VT que también presentó un componente de VLP.  

Fenómenos Superficiales:
El viernes pasado, 28 de agosto en horas de la tarde, una señal sísmica de alta frecuencia fue detectada en dos estaciones sísmicas en el flanco occidental.  Se reconocía como un flujo pequeño de cenizas removilizadas ligeramente por una garua o lluvia leve que cayó en el sector.  El día lunes dos técnicos del IG fueron a observar las evidencias y pudieron constatar que ha descendido en unas quebradas un pequeño flujo lodoso compuesto de ceniza.  Su origen muy seguramente se deba a la removilización por lluvias de las gruesas capas de ceniza que se han depositado en las zonas altas del volcán en las últimas semanas.  El flujo nunca tuvo un caudal mayor de 10m3/seg y quedó en la parte alta de los flancos del volcán, a los 3900 m de altura (Fig.14).  Vale notar que estos flujos de lodo pueden ser muy frecuentes en volcanes en erupción, dado que su material viene de las cenizas acumuladas en los flancos y son removilizadas por las lluvias.  En el volcán Tungurahua han sido muy comunes y ocurren hasta el presente por este proceso.  Generalmente son de poca duración, poco volumen y poco alcance.  Se reconoce como “lahares secundarios” y no implica el derretimiento del glaciar, a diferencia de lo requerido para los “lahares primarios”.

RESUMEN:
Durante los últimos 6 días el volcán Cotopaxi ha expulsado columnas de vapor, gases y cenizas a menores alturas y alcances comparados con la semana anterior.  El registro del gas SO2 sigue siendo alto y talvez esté sub-representado porque la calidad de las medidas está afectada por la presencia de ceniza en la atmósfera, lo que no permite buenas mediciones. Por otro lado, se ha visto que los niveles de energía sísmica mostraron una tendencia decreciente por unos 5 días.  Lo más destacable con respecto a la sismicidad ha sido el registro de eventos sísmicos de fractura (VTs) y de las señales de movilización de fluidos en el conducto volcánico (sismos VLPs), entre 3 y 11 km bajo la cumbre.  Estos eventos ocurrieron el 01 y 02 septiembre y sugieren la ocurrencia de nuevas inyecciones de mama en la base del conducto volcánico.

PM,MR,SA,BB
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

El día Lunes 31 de agosto de 2015 en horas de la tarde la MSc. Patricia Mothes, jefa del área de Vulcanología del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN), dio una charla a los miembros de la cámara de industriales y empresarios de Cotopaxi sobre los escenarios posibles frente a una erupción del volcán Cotopaxi y los fenómenos asociados en la sala de reuniones del IGEPN.

Por parte de la MSc. Patricia Mothes se explicó cuál sería la afectación para los sectores industriales, la pequeña industria y las florícolas de la provincia de Cotopaxi frente a la generación de lahares grandes de una probable erupción del volcán. Adicionalmente se explicó sobre los modelamientos de este fenómeno, el mapa de amenazas y cuáles serían las zonas potencialmente afectadas.

El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional recibió el viernes 28 de agosto de 2015, por parte de la Agencia de Cooperación Internacional del Japón – JICA,  la entrega de donación de equipos para que el Instituto Geofísico fortalezca el monitoreo de los sismos que se registren en el Ecuador. El valor de la entrega de los equipos tiene un monto aproximado de 250 mil dólares.

A este acto asistieron por parte de la Escuela Politécnica Nacional, el Ing. Jaime Calderón, Rector, Ing. Tarquino Sánchez, Vicerrector, Dr. Mario Ruiz, Director del Instituto Geofísico, mientras que de JICA, Dr. Hiroyuki KUMAGAI, Experto, Sr. Hisashi MATSUI, Coordinador Técnico y Dr. Dennis Sano, Coordinador del Proyecto.

Entre los equipos entregados se encontraban sensores sísmicos, servidores, digitalizadores, entre otros, que están contemplados en el marco del “Proyecto de Mejoramiento de la Capacidad de Monitoreo de Terremotos y Tsunamis para Alerta Temprana de Tsunamis”. Los sensores símicos son de alta tecnología y capaces de registrar sismos grandes de una magnitud superior a 8 y que se colocarán en la sierra y costa para que en el caso de que ocurra un sismo grande se pueda reportar eventos de estas características a INOCAR y SGR , con la finalidad de  analizar la ocurrencia de un tsunami.

El Ecuador se ubica en el área del Pacífico con una zona de subducción activa y un tsunami local podría llegar a las áreas costeras en 10 o 20 minutos después de un terremoto, con consecuencias graves para la población. Históricamente, el área costera ecuatoriana ha sufrido daños y pérdidas causadas por los tsunamis ocurridos en 1906 y 1979; por lo que es vital mitigar los daños provocados por futuros tsunamis, a través del mejoramiento de la capacidad de las instituciones encargadas de monitorear y predecir estos fenómenos naturales.

El día sábado 29 de agosto del 2015, por invitación del Municipio de Quito y la Administración Municipal Zona Tumbaco, la MSc. Patricia Mothes, jefa del área de Vulcanología del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN), impartió una charla sobre la actividad del volcán Cotopaxi, sobre los fenómenos asociados a una posible erupción y cuáles serían las posibles afectaciones para el sector de Tumbaco, Barrio La Viña.

Por parte del IG-EPN se explicó la historia del volcán, el sistema de monitoreo, los fenómenos volcánicos y además se dio respuesta a las dudas por parte de los asistentes.