Actualización del estado del volcán Cotopaxi

Resumen
Desde el 21 de octubre del 2022, las estaciones instaladas en los flancos del volcán Cotopaxi registraron el inicio de un nuevo periodo eruptivo. Desde entonces se han registrado emisiones de ceniza, la mayoría de ellas son de baja altura (<1 km snc) y de bajo contenido de ceniza y provocan caída de ceniza en las inmediaciones del Parque Nacional Cotopaxi (PNC), y las poblaciones ubicadas al WSW del volcán. Dentro de este periodo también se ha tenido emisiones de ceniza más intensas y más duraderas, que han provocado caída de ceniza en zonas más pobladas más distantes, especialmente en los cantones Quito, Mejía, Rumiñahui y Latacunga (26 de noviembre, 20 de diciembre 2022, 18 de enero, 2-3 de febrero y 14 de febrero 2023). Los parámetros de sismicidad y deformación se mantienen en niveles moderados, pero con una tendencia ligeramente ascendente; mientras que la desgasificación fue intensa hasta enero 2023, pero ha descendido levemente desde febrero.

Esta reactivación volcánica tiene un origen magmático evidenciado por las grandes cantidades de dióxido de azufre emitido a la atmósfera y por el porcentaje alto de componente juvenil en la ceniza recolectada. Las emisiones de ceniza son cada vez más frecuentes, pero hasta el momento no han llegado a los niveles más intensos observados durante la erupción de agosto-noviembre 2015.

La evolución de esta actividad a mediano plazo es incierta, debido a la naturaleza misma de los fenómenos volcánicos. Sin embargo, a corto plazo (días a semanas) el escenario más probable es que las emisiones de ceniza se repitan y/o se intensifiquen sin mostrar mayores signos precursores. En este sentido es importante mantener activo el sistema de vigilancia y continuar con las tareas de prevención y mitigación relacionadas con los escenarios eruptivos del volcán Cotopaxi.

Emisión de gases y ceniza del volcán Cotopaxi. La fotografía fue tomada desde el sur durante el sobrevuelo provisto por las Fuerzas Armadas del día 02 de febrero de 2023 (Foto: M. Almeida).

Anexo técnico-científico

Sismicidad
Desde el mes de octubre 2022 hasta la fecha, la sismicidad muestra un incremento paulatino en el número de eventos diarios (LP, VT y VLP) y en la energía liberada (Figura 1). La mayor parte de la energía se manifiesta en forma de tremor el cual está asociado a la emisión continua de ceniza. Pese a que los valores se han ido incrementando en el tiempo, estos son bajos en comparación a la actividad más energética registrado durante el proceso eruptivo del Cotopaxi en 2015.

El martes 14 de febrero de 2023 se alcanzó los valores máximos de energía sísmica, que a nivel superficial se manifestó como emisión de ceniza de carga leve a moderada y que provocó caída de ceniza en las poblaciones más cercanas al volcán en el cantón Latacunga

Figura 1. Amplitud sísmica medido en cuentas registrado por la estación BREF. Nótese que la energía liberada se ha ido incrementando paulatinamente desde octubre 2022 hasta el presente.

Además, los eventos sísmicos localizados al interior del volcán muestran magnitudes cada vez más grandes. La serie de tiempo del promedio de dichas magnitudes se presenta en la Figura 2. Los datos más recientes (puntos azules) en la parte derecha muestran cambios significativos respecto a datos pasados (puntos rojos). Esta serie verifica que desde octubre 21 se tiene un incremento progresivo en la intensidad de tales eventos.

Figura 2. Serie de tiempo de la magnitud media de eventos localizados. Los cambios son significativos (con error menor al 5%) entre muestras azules y rojas (muestras de 30 eventos).

Deformación
Los procesos internos del volcán, como el ingreso de nuevo magma al sistema, producen el aumento de las presiones y esfuerzos al interior del edificio volcánico. Estos fenómenos se manifiestan a nivel superficial con la deformación del suelo, presentando desplazamientos, que son detectables únicamente por medio de instrumentos de alta precisión.

Para el volcán Cotopaxi, el IG-EPN realiza constantemente el procesamiento de datos de posicionamiento gracias a los instrumentos cGPS (Sistemas de Posicionamiento Global Continuos) y a los inclinómetros de alta precisión instalados en el volcán. Adicionalmente, se realiza el análisis de desplazamientos por medio de imágenes de radar satelital, procesadas con el método InSAR (Interferometría de Radar de Apertura Sintética).

La Figura 3 corresponde a un mapa de velocidades, obtenido por InSAR, en base a una compilación de imágenes de la misión Sentinel-1 de la Agencia Espacial Europea (ESA), adquiridas entre marzo de 2022 y febrero de 2023. Como resultado, en el lado occidental del volcán (elipse de color rojo en el mapa) se observan áreas representadas en colores entre naranja – rojo, indicando desplazamientos positivos con respecto a la Línea de Observación del Satélite (LOS). Este patrón se interpreta como deformación o inflación en el flanco occidental del volcán, y ha sido detectado levemente desde agosto del año anterior y se mantiene hasta la actualidad.

Figura 3. Mapa de velocidades obtenido por el método InSAR, en base a imágenes Sentinel-1 de órbita ascendente en el volcán Cotopaxi, entre marzo 2022 y febrero 2023. Las velocidades registradas se representan de acuerdo a la escala de colores que se presenta en la parte inferior derecha del mapa.

De forma similar, los datos de posicionamiento (cGPS) demuestran que se continúa registrando desplazamientos entre las bases de monitoreo (instrumentos instalados en el volcán). Estos desplazamientos forman un patrón de inflación que se inició entre julio y agosto del año anterior y que se mantiene hasta el presente.

Figura 4. Serie temporal de las posiciones relativas entre las bases cGPS del volcán Cotopaxi VC1G y MORU, ubicadas en los flancos nororiental y suroccidental, respectivamente. Cada circunferencia en color azul representa un promedio de 4 días de las posiciones relativas entre las bases. El periodo resaltado en color rojo destaca la inflación registrada durante el periodo eruptivo del año 2015. La línea segmentada en color rojo señala las explosiones del 14 de agosto de ese mismo año. Finalmente, la zona remarcada en color amarillo resalta el patrón de inflación que se viene registrando en los cGPS desde el segundo semestre del 2022 hasta febrero de 2023.

En conclusión, la deformación observada por métodos geodésicos indica que a partir del año anterior el sistema volcánico fue perturbado por el ingreso de magma. Este ingreso presenta una velocidad de baja magnitud de 8 mm/año observado por los cGPS y de 15 mm/año en la zona de mayor deformación de acuerdo con InSAR; manteniéndose estable y sin presentar hasta el momento señales de aceleración.

Nubes y caídas de cenizas
El número de emisiones de ceniza del volcán Cotopaxi se ha incrementado significativamente, especialmente para los meses de diciembre y enero (Figura 5). Mientras que en octubre se registró apenas una emisión de ceniza y en la última semana de noviembre se registraron 5, durante los meses de diciembre y enero el número de emisiones de ceniza se incrementó hasta 27 y 38, respectivamente. Como consecuencia, la tasa de emisiones de ceniza del volcán Cotopaxi sobrepasó una emisión por día durante el mes de enero. En lo que va del mes de febrero, se han registrado 13 emisiones de ceniza en 13 días, indicando un promedio de una emisión de ceniza al día. En total, desde octubre 2022 se han registrado 84 emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi. Sin embargo, solo tres de ellas han sido lo suficientemente grandes como para causar afectación leve en las provincias de Pichincha y Cotopaxi.

Figura 5. Número de emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi desde octubre del 2022. El eje izquierdo marca el total de emisiones registradas cada mes (barras grises), mientras que el derecho indica la tasa diaria (línea negra, número de emisiones del mes dividido por el número de días). Para el mes de febrero se tomaron en cuenta las emisiones registradas hasta el 13 de febrero.

En paralelo, el Centro de Avisos de Cenizas Volcánicas de Washington (W-VAAC por sus siglas en inglés) ha reportado 105 nubes de ceniza desde el 21 de octubre de 2022. Los mayores alcances fueron observados para las nubes de ceniza asociadas a la actividad del 26 de noviembre, 20 de diciembre, 26 y 30 de enero, y 10 de febrero con más de 100 km de distancia desde el volcán. Por otro lado, las alturas máximas de las nubes de ceniza (> 1.5 km sobre el cráter) fueron registradas los días 26 de noviembre, 13, 17, 19 y 30 de enero, y 1 de febrero. Debido a esta actividad se reportó caída de ceniza desde varios sectores de los cantones Latacunga, Mejía, Rumiñahui y Quito (Figura 6).

Figura 6. Proyección de las alertas W-VAAC registradas desde el 23 de noviembre 2022 hasta el 13 de febrero de 2023 con los reportes de caída de ceniza recibidos en este periodo a través del grupo de vigías del volcán Cotopaxi, el Parque Nacional Cotopaxi y de los informes de la Secretaría de Gestión de Riesgos (figuras negras). Como se observa por los colores, la mayoría de las alertas se han dado desde finales de diciembre (colores amarillos a rojizos). Además, se observa la variabilidad de la dirección de los vientos para este periodo de tiempo, dándose una distribución radial de la ceniza.

La ceniza de estas caídas fue muestreada y el material recolectado preparado para su correspondiente análisis de laboratorio. En la Figura 7 se indica la evolución de los porcentajes de los componentes que conforman la ceniza del 21 de octubre, 26 de noviembre, 20 de diciembre y 19 de enero. Los resultados muestran un continuo incremento en el aporte del material juvenil (material asociado al magma que está generando la actividad volcánica en superficie).

Figura 7. Evolución del contenido de material juvenil (material derivado del magma en erupción) en negro y accidental (material volcánico viejo) en rojo observado en las fracciones de 0.125 mm de las muestras de ceniza recolectadas mensualmente. En la parte inferior se indican unos ejemplos de material juvenil (café, negro a gris brilloso) y material accidental (opaco, oxidado).

Termografía
Durante el último sobrevuelo realizado el 2 de febrero de 2023 se obtuvieron nuevas secuencias termales del volcán. Las temperaturas obtenidas en la columna de ceniza son las más altas (52 °C) detectadas desde el inicio de la erupción el 21 de octubre de 2022. No se observaron anomalías en las grietas del glaciar, y los campos fumarólicos no han cambiado su temperatura habitual (aprox. 30 °C).

Figura 8. Izquierda: fotografía de rango visible desde el flanco sur del volcán Cotopaxi. Derecha: Imagen térmica correspondiente donde se puede observar en colores amarillos las zonas con mayor temperatura.

Desgasificación y medidas de dióxido de azufre (SO₂)
Desde octubre 2022 se observa un incremento progresivo en los valores de flujo de SO₂ diario obtenidos gracias a la red de instrumentos DOAS, los mismos que se intensificaron en diciembre (Figura 9) y disminuyen levemente desde enero 2023. Los valores altos de flujo de SO₂ y números de medidas válidas registrados desde octubre 2022 son similares a los registrados durante la erupción de 2015. Estos valores altos también son detectados por el sensor satelital TROPOMI (Sentinel-5SP). En el panel intermedio de la Figura 9 se muestra las emisiones de SO₂ medidas en la atmósfera alrededor del Cotopaxi por este instrumento satelital. Desde octubre se registra este gas en la atmósfera llegando a valores altos desde finales de noviembre hasta mediados de enero, posteriormente los valores se reducen (hasta 14 de febrero; Figura 10). Al comparar los datos de gases con las alturas máximas de las columnas de emisión se constata que la red DOAS tiene mejor detección para las columnas de menor altura, mientras que el satélite observa mejor las emisiones de SO₂ asociado a columnas más altas.

La Figura 9 también presenta el registro de las observaciones de brillo en el cráter y de anomalías termales gracias a imágenes satelitales y las cámaras visuales del IG-EPN. Estas no se han presentado desde el mes de febrero, posiblemente debido a las condiciones de nubosidad alrededor del cráter del volcán.

Figura 9. Superior: Altura de las emisiones de gas, en azul, y de ceniza, en rojo, del volcán Cotopaxi, observadas gracias a la red de cámaras visuales instaladas alrededor del volcán. Registro de brillo y anomalías termales en el cráter.

Intermedio: Masa de SO₂ registrada por el instrumento satelital TROPOMI (fuente MOUNTS). Inferior: Máximo flujo de dióxido de azufre (SO₂) diario registrado en las 4 estaciones del volcán Cotopaxi (Refugio Norte, Refugio Sur, Cami y San Joaquín). Actualizado hasta el 8 de febrero 2023.

Las imágenes de TROPOMI permiten generar un mapa de la distribución promedio de SO₂ en la atmósfera. Se ha realizado una superposición de las imágenes para un periodo mensual. En la Figura 10 se observa un incremento progresivo de la cantidad de SO₂ emitido por el volcán Cotopaxi hasta diciembre 2022 y una ligera disminución durante el mes de enero y febrero 2023 (no en la imagen). Además, se observa la emisión de SO2 para los volcanes Reventador y Sangay que también se encuentran en erupción.

Figura 10. Masa de SO₂ presente en la atmósfera sobre los volcanes Cotopaxi, Sangay y Reventador. Las imágenes representan la emisión promedio mensual (Base Google Engine Code Editor, Script: C. Laverde-SGC).

La medición de especies gaseosas mayoritarias con el equipo MultiGAS han mostrado un cambio en la tendencia de las razones (CO₂/SO₂ y SO₂ /H₂S). Dicho cambio responde a una inyección de nuevo magma, más rico en CO₂ y SO₂ en el conducto del volcán (Figura 11). Este parámetro se conjuga con la observación de mayor porcentaje de material juvenil en las muestras de ceniza, así como el aumento de la temperatura de la columna de emisión. Las especies gaseosas mayoritarias medidas por este instrumento son: agua - H₂O, dióxido de carbono - CO₂, dióxido de azufre - SO₂ y ácido sulfhídrico - H₂S.

Figura 11. Fotografía de la columna de gas medida durante el sobrevuelo del 2 de febrero de 2023, en el recuadro se puede observar los picos de los gases volcánicos (SO₂, H₂S) detectados, a partir de los cuales se obtienen las diferentes razones: CO₂/SO₂ y SO₂ /H₂S.

Interpretación de datos

En base a la información disponible, se concluye que el volcán Cotopaxi tiene una actividad eruptiva de nivel moderado. El análisis conjunto de los diferentes parámetros de vigilancia muestra que la actividad reciente del Cotopaxi está provocada por la presencia de magma en el conducto volcánico.

Los datos de vigilancia indican un incremento paulatino de la actividad superficial e interna. La superficial se caracteriza por la emisión de columnas de gases y ceniza alcanzando hasta un máximo de 3000 metros sobre el nivel de la cumbre (msnc). Los gases magmáticos, especialmente el SO₂ son abundantes en la pluma volcánica. A nivel interno, la sismicidad sigue dominada por sismos de tipo LP y VLP y episodios de tremor cada vez más energéticos; mientras que la deformación muestra una leve tendencia inflacionaria detectable en los flancos del volcán asociado al ascenso de magma nuevo reconocible en las partículas de ceniza.

Pronósticos a corto plazo de la actividad del volcán Cotopaxi
(Actualización 15/02/2023)

Nota de descargo: Los pronósticos a corto plazo se definen en función de la evolución de la actividad reciente del volcán Cotopaxi y presentan los principales fenómenos susceptibles de producirse. El grupo técnico-científico del Instituto Geofísico de la EPN actualiza periódicamente estos pronósticos para un periodo de días a semanas. En el caso de un proceso aproximadamente estacionario, no habrá cambios en los pronósticos. Los pronósticos están sujetos a cambios rápidos si se detectan anomalías en los parámetros de vigilancia volcánica. Los fenómenos naturales como las erupciones volcánicas son impredecibles en cuanto a su magnitud y evolución, por lo que los pronósticos son sólo una guía para la toma de decisiones por parte de las autoridades y del público. Los pronósticos pueden diferir de los escenarios de los mapas de amenaza volcánica en función de las condiciones actuales. El orden de los pronósticos no está basado en cálculos sino en función de las conclusiones de la evaluación de la actividad reciente del volcán.

Pronósticos a corto plazo de la actividad del volcán Cotopaxi

1. Más probable: se mantiene el nivel de actividad moderado con columnas eruptivas <4 km sobre el cráter y caídas de ceniza a nivel cantonal (principalmente Latacunga y Mejía), dependiendo de la dirección y velocidad del viento. Lahares secundarios pequeños a moderados pueden formarse por la removilización de la ceniza recién depositada debido a fuertes lluvias o derretimiento de nieve en las zonas altas del volcán. Escenario referencial en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenario 1 (índice de explosividad volcánica VEI1-2); actividad histórica similar: 2015.
2. Menos probable: aumento gradual de la actividad a un nivel alto con columnas eruptivas de altura entre 4-8 km sobre el cráter y caídas de ceniza a nivel provincial (principalmente Cotopaxi, Pichincha y Napo), posibles explosiones y lahares secundarios en las inmediaciones del Parque Nacional Cotopaxi. Escenario referencial en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenario 2 (índice de explosividad volcánica VEI2-3); actividad histórica similar: 1853-1854.
3. Muy poco probable: aumento rápido y significativo de la actividad interna y superficial del volcán con columnas eruptivas altas (>8 km sobre el cráter) y caídas de ceniza a nivel nacional, flujos piroclásticos y lahares primarios procedentes del derretimiento parcial del glaciar. Escenarios referenciales en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenarios 3 y 4 (índice de explosividad volcánica VEI≥3); actividad histórica similar: 1877.

Elaborado por:

Francisco J. Vásconez, Marco Almeida, Anais Vásconez, Marco Yépez, Pablo Palacios, Benjamin Bernard, Silvana Hidalgo.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Actualización del estado del volcán Cotopaxi

Resumen
Desde el 21 de octubre del 2022, el volcán Cotopaxi ha venido registrando un nuevo periodo eruptivo. El fenómeno eruptivo más frecuente han sido las emisiones de ceniza, que fueron más intensas entre diciembre de 2022 y febrero de 2023, cuando se registraban hasta diez emisiones de ceniza por semana, la mayoría de ellas de baja altura (<1 km snc) y con bajo contenido de ceniza. Como consecuencia se han registrado varias caídas de ceniza en las inmediaciones del Parque Nacional Cotopaxi (PNC). En especial, las emisiones de los días 26 de noviembre, 20 de diciembre 2022, 18 de enero, 2-3, 18 y 27 de febrero 2023 fueron suficientemente energéticas como para producir caídas de ceniza en zonas pobladas especialmente en los cantones Quito, Mejía, Rumiñahui y Latacunga.

Sin embargo, desde finales del mes de febrero de 2023 se viene observando un descenso progresivo en las tendencias de los parámetros de vigilancia del volcán Cotopaxi, tanto en la actividad interna como en la superficial. A nivel interno, el cambio está marcado principalmente por una disminución en la cantidad de sismos diarios (tremores: asociados a emisiones de ceniza y LPs: asociados a movimiento de fluidos). A nivel superficial el cambio se ve reflejado, entre otros, por la disminución en el flujo y masa de dióxido de azufre (SO2) emitidos por el volcán a la atmósfera y por el descenso en la tasa de emisiones de ceniza y la cantidad de ceniza emitida. Por ejemplo, en la semana del 13 al 20 de marzo tan solo se registraron dos emisiones de ceniza, en comparación a las altas tasas de los meses de diciembre de 2022 - febrero de 2023. En general los parámetros de vigilancia muestran que la actual erupción del Cotopaxi va disminuyendo en su intensidad.

La evolución de esta actividad a mediano plazo es incierta, debido a la naturaleza misma de los fenómenos volcánicos. Sin embargo, ahora se considera que el escenario más probable a corto plazo (días a semanas) es que las emisiones de ceniza sean cada vez menos frecuentes, menos energéticas y que en general la intensidad de la erupción siga disminuyendo progresivamente. A pesar de este cambio de tendencia eruptiva, se recalca la importancia de mantener activo el sistema de vigilancia y continuar con las tareas de prevención asociadas a los escenarios eruptivos planteados para el volcán Cotopaxi. El IG-EPN se mantiene atento en caso de ocurrir cambios en las condiciones del volcán para poder ofrecer información oportuna a las autoridades y población en general.

Emisión de gases del volcán Cotopaxi. La fotografía fue tomada desde el nororiente durante un sobrevuelo provisto por la Fuerza Aérea Ecuatoriana el día 10 de marzo de 2023 (Foto: M. Almeida).

Anexo técnico-científico

Sismicidad
Desde el 19 de febrero de 2023 hasta la fecha de emisión de este informe, múltiples parámetros sísmicos han mostrado una disminución gradual en relación con los meses anteriores. Partiendo de que el proceso de fragmentación magmático que genera la emisión de ceniza causa episodios de tremor sísmico, la indicación más obvia y clara de un descenso en la actividad interna del Cotopaxi es la disminución gradual de la intensidad sísmica registrada en las últimas semanas debido a períodos de tiempo cada vez más prolongados sin emisión de ceniza (Figura 1).

Las emisiones actuales se componen principalmente de gas y vapor de agua, que no generan niveles de tremor sísmico comparables con la emisión de ceniza. Por lo tanto, existe una disminución global del proceso de fragmentación en profundidad que se ve reflejado en la disminución de tremor sísmico.

Figura 1: Amplitud sísmica medida en nm/s, corregidas por distancia a la fuente, y promediada en todas las estaciones disponibles de la red sísmica. Nótese el ascenso que tuvo hasta febrero 2023 (flecha negra) y la subsecuente disminución hasta el presente (flecha roja).

El número diario de sismos tipo LP, VT y VLP también ha mostrado un descenso desde mediados de febrero. Sin embargo, en la Figura 2, se muestra que la magnitud media de los eventos sísmicos localizados es la única que se mantiene en niveles relativamente altos con respecto a los datos observados desde octubre de 2022 hasta mediados de enero de 2023. Aunque las magnitudes medias de los eventos localizados no muestran la misma disminución obvia observada en el tremor, la contribución energética de estos eventos ha sido pequeña comparada a los periodos en los que el tremor sísmico era abundante. Estas dos observaciones (disminución del tremor sísmico y disminución de las tasas de eventos localizables) coinciden con una tendencia interna descendente para el comportamiento interno moderado.

Figura 2: Magnitud media y sus intervalos de confianza de los eventos localizados alrededor del volcán Cotopaxi. Las muestras de puntos azules se diferencian significativamente (95% de confianza) de las muestras de puntos rojos.

Deformación
Los procesos internos del volcán, como el ingreso de nuevo magma al sistema, producen el aumento de la presión y cambios en los estados de esfuerzos al interior del edificio volcánico. Estos fenómenos se manifiestan a nivel superficial como deformación del suelo, que son detectables por medio de instrumentos de alta precisión.

En la Figura 3, la franja en color amarillo señala el periodo de inflación iniciado en julio 2022, que fue registrado por las estaciones VC1G y MORU hasta mediados de enero de 2023. Sin embargo, en el transcurso del mes de febrero-marzo se ha podido observar un cambio de tendencia en la deformación. Los datos de posicionamiento (remarcados por la franja de color verde en la Figura 3) presentan una tasa estable (horizontal), indicando que el proceso de inflación se ha detenido y que tal vez empiece un proceso de deflación.

Figura 3. Serie temporal de la deformación, obtenida en base a datos de posicionamiento entre bases geodésicas del volcán Cotopaxi, entre enero de 2021 y febrero de 2023.

Nubes y caídas de cenizas
Desde octubre del 2022 se han registrado 108 emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi. En la Figura 4 se observa un descenso en el número de emisiones mensuales en los meses de febrero y marzo 2023. Mientras que en enero se registraron 38 emisiones de ceniza, en febrero este número bajó a 30 y hasta el 20 de marzo solamente se han registrado 7 emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi. Como consecuencia, la tasa actual de emisiones de ceniza del volcán Cotopaxi ha bajado a menos de una erupción cada dos días (tasa diaria de 0,35).

Figura 4. Número de emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi desde octubre del 2022. El eje izquierdo marca el total de emisiones registradas cada mes (barras grises), mientras que el derecho indica la tasa diaria (línea negra, número de emisiones del mes dividido por el número de días). Para marzo se tomaron en cuenta las emisiones registradas hasta el día 20 del mes.

En paralelo, el Centro de Avisos de Cenizas Volcánicas de Washington (W-VAAC por sus siglas en inglés) ha publicado 135 reportes de nubes de ceniza en el volcán Cotopaxi desde el 21 de octubre de 2022. Los mayores alcances fueron observados por satélites para las nubes de ceniza asociadas a la actividad del 26 de noviembre, 20 de diciembre, 26 y 30 de enero, y 10, 18 y 19 de febrero con más de 100 km de distancia desde el volcán. Por otro lado, las alturas máximas de las nubes de ceniza (mayor a 1.5 km sobre el cráter) fueron registradas los días 26 de noviembre, 13, 17, 19 y 30 de enero, 1 y 26 de febrero, y 19 de marzo. Debido a esta actividad, entre noviembre y febrero se reportó caída de ceniza leve desde varios sectores de los cantones Latacunga, Mejía, Rumiñahui y Quito; mientras que en el mes de marzo solo se reportó caída de ceniza en las faldas del volcán dentro del Parque Nacional Cotopaxi (Figura 5).

Figura 5. Proyección de las alertas W-VAAC registradas desde el 21 de octubre 2022 hasta el 20 de marzo de 2023 con los reportes de caída de ceniza recibidos en este periodo a través del grupo de vigías del volcán Cotopaxi, el PNC y de los informes de la SGR (figuras negras). Como se observa por los colores, la mayoría de las alertas se han dado entre finales de diciembre y febrero (colores amarillos a naranjas). Además, se observa la variabilidad de la dirección de los vientos para este periodo de tiempo.

La masa de caída de ceniza entre el 14 de febrero y el 14 de marzo de 2023 está estimada cerca de 100 millones de kg (Figura 6), lo que representa una disminución del ~50% comparando con el periodo anterior (17 de enero – 14 de febrero de 2023).

Figura 6. Masa de caída de ceniza en el volcán Cotopaxi para el periodo octubre 2022 - marzo 2023.

La ceniza de estas caídas fue muestreada, el material recolectado fue preparado para el análisis correspondiente en el laboratorio del IG-EPN. En la Figura 7 se indica la evolución de los porcentajes de los componentes que conforman la ceniza recolectada el 22 de octubre, 26 de noviembre, 20 de diciembre, 19 de enero y 8 de febrero. Los resultados muestran un incremento marcado en el aporte del material juvenil (material asociado al magma que está generando la actividad volcánica en superficie) entre octubre y diciembre 2022, mientras que entre diciembre y febrero el incremento de material juvenil ha sido más leve.

Figura 7. Evolución del contenido de material juvenil (material derivado del magma en erupción) en negro y accidental (material volcánico viejo) en rojo observado en las fracciones de 0.125 mm de las muestras de ceniza recolectadas mensualmente. En la parte inferior se indican unos ejemplos de material juvenil (café, negro a gris brillante) y material accidental (opaco, oxidado).

Termografía
Durante el último sobrevuelo realizado el 10 de marzo se obtuvieron nuevas secuencias termales del volcán. Las temperaturas máximas aparentes obtenidas en los campos fumarólicos son menores a 20 °C (Figura 8A), es decir bajas. Sin embargo, en esta ocasión se pudieron observar pequeñas anomalías en las grietas del glaciar nororiental (Figura 8A), que no han sido observadas anteriormente.

Durante este sobrevuelo se intentó de realizar observaciones del cráter del volcán, sin embargo, la presencia de gases volcánicos emitidos desde el mismo impidió que la cámara pueda obtener mediciones de temperatura, por cuanto las anomalías mostradas en la imagen son subestimadas y no superan los 10 °C (Figura 8B).

Figura 8. A. Imagen térmica del flanco nororiental del volcán Cotopaxi. B. Imagen térmica del cráter del volcán, en la parte inferior de esta figura se observan las anomalías asociadas a las fumarolas bajo la cumbre norte. A la derecha de la imagen se puede observar la escala de temperaturas asociadas a las imágenes térmicas.

Por otra parte, en base al análisis del registro de imágenes infrarrojas provenientes de la cámara ubicada en el volcán Rumiñahui (noroccidente del Cotopaxi), las temperaturas máximas aparentes (TMA) son relativamente bajas, respecto a las calculadas en las semanas precedentes, marcando una tendencia descendente (Figura 9). Sin embargo, las condiciones climáticas y la distancia entre la cámara y el volcán limitan las mediciones directas obtenidas desde el punto de vigilancia permanente.

Figura 9. Izquierda: Rango de visión y recuadro blanco del área de análisis en el campo fumarólico de Yanasacha, en la cámara infrarroja de Rumiñahui. Derecha: Serie de datos temporales de las temperaturas máximas aparentes (TMA) del campo fumarólico Yanasacha, bajo la cumbre norte del volcán. En puntos rojos, los valores de las medidas máximas válidas registradas (entre las 18h00 y 06h00, noche y madrugada; sin incidencia de radiación solar) y en negro, el valor de la media móvil en un período de 3 días, donde se observa una tendencia gradualmente decreciente para las dos últimas semanas.

Actividad superficial y desgasificación
La actividad superficial del volcán es vigilada a través de cámaras de vigilancia y sensores satelitales desde 2015 (Figura 10A). Desde el mes de febrero del 2023 la frecuencia de las emisiones de ceniza ha descendido y es mucho más notorio en el mes de marzo (Figura 10B). Sin embargo, las columnas de emisión de gas han mantenido sus alturas promedio entre 500 y 1000 metros sobre la cumbre, con ocasionales pulsos de hasta 2000 m (Figura 10B).

Figura 10. A. Serie temporal de las alturas máximas de las columnas de gas y ceniza observadas en el volcán Cotopaxi desde 2015 al presente. B. Ampliación a la actividad reciente desde el 1 de septiembre de 2022. Nótese la ausencia de barras rojas, emisiones de ceniza, durante el mes de marzo.

Desde octubre del 2022 se observó un incremento progresivo en los valores de flujo diario de SO₂, mismos que se intensificaron en diciembre. Estos valores altos también fueron detectados por el sensor satelital TROPOMI (Sentinel-5SP). Desde el mes de febrero se ha caracterizado por mostrar una disminución paulatina del flujo y la masa de gas en estos dos parámetros de vigilancia (Figura 11).

Figura 11. Arriba: Masa de SO2 registrada por el instrumento satelital TROPOMI en barras de color verde (fuente Mounts). Abajo: En barras de color amarillo se representa el flujo máximo de dióxido de azufre diario registrado en las 4 estaciones DOAS del volcán Cotopaxi (Refugio Norte, Refugio Sur, Cami y San Joaquín). Gráfico actualizado hasta el 19 de marzo 2023.

Composición de los gases emitidos
La medición de especies gaseosas mayoritarias (agua - H₂O, dióxido de carbono - CO₂, dióxido de azufre - SO₂ y ácido sulfhídrico - H₂S) con el equipo MultiGAS (Aiuppa et al., 2004; Shinohara, 2005) ha mostrado que la razón de SO₂/H₂S mantiene una tendencia diferente a la registrada cuando el volcán tenía una mayor frecuencia en las emisiones de ceniza (Figura 12). Dicho cambio podría corresponder a una relajación del sistema magmático.

Figura 12. Serie temporal de las razones entre especies gaseosas SO₂ /H₂S, obtenidas gracias a las mediciones realizadas en los sobrevuelos de vigilancia al volcán desde el 26 de octubre de 2022 hasta el 10 de marzo de 2023.

Interpretación de datos
En base a la información disponible, se concluye que el volcán Cotopaxi tiene una actividad eruptiva de nivel moderado con tendencia descendente. El análisis conjunto de los diferentes parámetros de vigilancia muestra que la actividad reciente del Cotopaxi es provocada por la presencia de cuerpo de magma pequeño dentro del conducto volcánico el cual es el responsable de las emisiones de SO₂ y ceniza reportados durante estos cinco meses de actividad. Hasta el momento NO hay evidencia que muestren el ingreso de un mayor volumen de magma hacia el sistema superficial. Al contrario, la evidencia actual sugiere que la erupción del Cotopaxi va disminuyendo en intensidad de forma consistente.

Los datos de vigilancia indican un descenso paulatino de la actividad superficial e interna del volcán. La actividad superficial se caracteriza por la emisión de columnas de gases y ceniza de entre 500 y 1000 metros sobre el nivel de la cumbre (m snc), y con valores máximos de 2500 m snc entre los meses de febrero y marzo. Los gases magmáticos, especialmente el SO2 son abundantes en la pluma volcánica, pero muestran un descenso progresivo desde febrero tanto en los instrumentos permanentes como en los datos satelitales. A nivel interno, la sismicidad sigue dominada por sismos de tipo LP, VLP y episodios de tremor cada vez menos energéticos; mientras que la deformación muestra una tendencia estable variando en un rango de 2 mm desde febrero de este año.

Pronósticos a corto plazo de la actividad del volcán Cotopaxi
(Actualización 10/03/2023)

Nota de descargo: Los pronósticos a corto plazo se definen en función de la evolución de la actividad reciente del volcán Cotopaxi y presentan los principales fenómenos susceptibles de producirse. El grupo técnico-científico del Instituto Geofísico de la EPN actualiza periódicamente estos pronósticos para un periodo de días a semanas. En el caso de un proceso aproximadamente estacionario, no habrá cambios en los pronósticos. Los pronósticos están sujetos a cambios rápidos si se detectan anomalías en los parámetros de vigilancia volcánica. Los fenómenos naturales como las erupciones volcánicas son impredecibles en cuanto a su magnitud y cronología, por lo que los pronósticos son sólo una guía para la toma de decisiones por parte de las autoridades y de la comunidad en general. Los pronósticos pueden diferir de los escenarios de los mapas de amenaza volcánica en función de las condiciones actuales. El orden de los pronósticos no está basado en cálculos sino en función de las conclusiones de la evaluación de la actividad reciente del volcán.

Pronósticos a corto plazo (días a semanas) de la actividad del volcán Cotopaxi

1. Más probable: la erupción del Cotopaxi se mantiene en nivel moderado con una tendencia a seguir disminuyendo su intensidad. Se espera la ocurrencia de esporádicas columnas eruptivas <2 km sobre la cumbre y caídas de ceniza a nivel del Parque Nacional Cotopaxi (PNC), o en casos excepcionales a nivel cantonal (principalmente Latacunga y Mejía), dependiendo de la dirección y velocidad del viento. Escenario referencial en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenario 1 (índice de explosividad volcánica VEI 1).
2. Menos probable: la erupción del Cotopaxi registra un nuevo aumento gradual de la actividad, produciendo columnas eruptivas de altura entre 2-4 km sobre el cráter y caídas de ceniza de impacto cantonal a provincial (principalmente Cotopaxi, Pichincha), similar a lo observado entre noviembre del 2022 y enero del 2023. La acumulación de material podría provocar lahares secundarios de tamaño pequeño ocasionados por la removilización de la ceniza recién depositada debido a fuertes lluvias, afectando únicamente las inmediaciones del PNC. Escenario referencial en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenario 1 (índice de explosividad volcánica VEI 1-2); actividad histórica similar: 2015.
3. Muy poco probable: la erupción del Cotopaxi registra aumento rápido y significativo de la actividad interna y superficial del volcán con columnas eruptivas altas (>8 km sobre el cráter) y caídas de ceniza a nivel nacional, flujos piroclásticos y lahares primarios procedentes del derretimiento parcial del glaciar. Escenarios referenciales en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenarios 3 y 4 (índice de explosividad volcánica VEI≥3); actividad histórica similar: 1877

Elaborado por:

Marco Almeida Vaca, Daniel Andrade, Anais Vásconez, Francisco J. Vasconez, Stephen Hernández, Pablo Palacios, Fernanda Naranjo, Marco Yépez, Daniel Sierra, Benjamin Bernard, Josué Salgado, Marco Córdova.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Actualización del estado del volcán Cotopaxi

Resumen
A la fecha de hoy, 29 de mayo, el volcán Cotopaxi se encuentra en erupción por más de 7 meses; superando en duración al periodo del 2015 que se extendió por aproximadamente 4 meses. Desde marzo del presente año, el fenómeno eruptivo más frecuente continúa siendo la emisión de gases y ceniza, con un número menor a lo registrado entre diciembre de 2022 y febrero 2023. Entre los meses de marzo, abril y lo que va de mayo se han contabilizado 13, 18 y 9 emisiones respectivamente con alturas máximas de 2600 metros sobre el nivel de la cumbre y que han generado caídas de ceniza esporádicas en los cantones de Latacunga y Mejía, pero principalmente dentro del Parque Nacional Cotopaxi.

Desde finales del mes de febrero de 2023 se viene observando una fluctuación en las tendencias de los parámetros de vigilancia, tanto en la actividad interna como en la superficial. A nivel interno, el cambio está marcado principalmente por una variación en la cantidad de sismos diarios (tremores: asociados a emisiones de ceniza y LP’s: asociados a movimiento de fluidos) y la desaceleración de la deformación. A nivel superficial, el cambio se ve reflejado, entre otros, por la variación en el flujo y masa de dióxido de azufre (SO2) emitidos por el volcán a la atmósfera. Sin embargo, respecto a la tasa de emisiones de ceniza, alcance y la cantidad de ceniza emitida, han decrecido. En general los parámetros de vigilancia muestran que la actual erupción del Cotopaxi es de origen magmática y que en los últimos tres meses ha sido fluctuante, con una disminución en su intensidad, sin que alcance los niveles de base anteriores a octubre 2022.

La evolución de esta actividad a mediano plazo es incierta, debido a la naturaleza misma de los fenómenos volcánicos. Sin embargo, ahora se considera que el escenario más probable a corto plazo (días a semanas) es que las emisiones de ceniza sean cada vez menos frecuentes, menos energéticas y que en forma general la intensidad de la erupción siga disminuyendo progresivamente. Se recalca la importancia de mantener activo el sistema de vigilancia y continuar con las tareas de prevención asociadas a los escenarios eruptivos planteados para el volcán Cotopaxi. El IG-EPN se mantiene atento en caso de ocurrir cambios en las condiciones del volcán para poder ofrecer información oportuna a las autoridades y población en general.

Emisión de gases del volcán Cotopaxi. La fotografía fue tomada durante un sobrevuelo provisto por la Fuerza Aérea Ecuatoriana el día 17 de mayo de 2023 (Foto: S. Hidalgo).

Anexo técnico-científico

Sismicidad
Desde mediados de febrero de este año, el Cotopaxi ha mostrado una disminución progresiva en todos los parámetros sísmicos, incluyendo: tasa de eventos, número de emisiones de ceniza y horas diarias acumuladas de tremor de emisión. Esta es una tendencia reportada en el Informe Especial N° 2023–002, y la cual continúa hasta el día de hoy. En la Figura 1, se puede ver la evolución de las amplitudes de los eventos de “tremor de emisión” en el tiempo.

Figura 1: Amplitud sísmica, medida en nanómetros por segundo (nm/s), corregidas por distancia a la fuente, y promediada en todas las estaciones disponibles de la red sísmica del 01 febrero 2023 hasta 23 de mayo 2023. El eje vertical es logarítmico. Nótese que cada episodio de tremor de emisión muestra una duración más corta comparado con episodios registrados en febrero de este año.

Figura 2: (A: arriba) Evolución de las horas diarias acumuladas de tremor. Desde mediados de marzo hay pocos días en los que el tremor supere las 5 horas de duración. (B: abajo) Tasa diaria de eventos localizados alrededor del Cotopaxi, de magnitud ≥ 0,6. Los datos se promediaron sobre ventanas de 30 días. Desde mediados de marzo, la tasa de eventos se ha mantenido alrededor a 1 evento diario.

En la Figura 2 (A y B) se observa además cómo evoluciona el número diario acumulado de horas de tremor de emisión y la tasa de eventos localizables a lo largo del mismo periodo de tiempo. Tanto en la Figura 1 como en la Figura 2 el patrón es el mismo: los parámetros medibles decayeron gradualmente en unas semanas y desde mediados de marzo, se mantienen en un nuevo nivel de actividad más bajo comparado con lo registrado en febrero de este año.

Por su parte, la Figura 3 muestra la magnitud media de los eventos sísmicos localizados. Durante el mes de abril hasta mediados de mayo se observa un leve incremento respecto a los datos obtenidos hasta finales de marzo. Este ascenso, sin embargo, es menor al registrado durante el mes de febrero pasado, cuando el volcán mostró una de las etapas más intensas de este último episodio eruptivo, iniciado en octubre 2022. Este último incremento en la magnitud de los eventos pudiera ser una evidencia también para pensar que el actual episodio eruptivo pudiera aún prolongarse en el tiempo.

Figura 3: Magnitud media y sus intervalos de confianza de los eventos localizados alrededor del volcán Cotopaxi. Las muestras de puntos azules se diferencian significativamente (95% de confianza) de las muestras de puntos rojos.

Geodesia
Los procesos internos del volcán, como el ingreso de nuevo magma al sistema, producen un aumento de la presión y cambios en el estado de los esfuerzos al interior del sistema volcánico. Estos fenómenos se manifiestan a nivel superficial como deformación del edificio volcánico o sus alrededores, mismos que son detectables por medio de instrumentos de alta precisión.

En el 2022, las bases de monitoreo geodésico ubicadas alrededor del cono volcánico empezaron a registrar desplazamientos, indicando un aumento de varios milímetros en la distancia que separa a las bases entre sí. Este patrón, llamado “inflación” se mantuvo hasta el mes de febrero, cuando la deformación empezó a desacelerarse. Entre los meses de febrero y marzo, la deformación presentó una tendencia levemente descendente, para posteriormente estabilizarse.

Entre los meses de abril y mayo (periodo resaltado en color amarillo en la Figura 4), los datos de posicionamiento muestran un incremento de unos pocos milímetros en la sección oeste - este del volcán (Figura 4, cuadro superior). Sin embargo, en la sección norte – sur (Figura 4, cuadro inferior), de momento, la tendencia se mantiene relativamente estable.

Figura 4. Series temporales de deformación, obtenidas en base a datos de posicionamiento entre bases geodésicas del volcán Cotopaxi, entre enero de 2021 y mayo 2023. Superior: deformación en el eje longitudinal del edificio volcánico (oeste – este). Inferior: deformación en el eje latitudinal del edificio volcánico (norte - sur).

Nubes y caídas de cenizas
Desde octubre del 2022 se han registrado 138 emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi, utilizando el registro sísmico (tremor de emisión), las cuales fueron confirmadas con imágenes del satélite GOES-16 y del sistema de cámaras permanentes del IG-EPN. En la Figura 5 se observa que el pico de actividad fue alcanzado entre diciembre 2022 y febrero 2023, registrándose entre 27 y 38 emisiones de ceniza por mes. Por otra parte, los meses de marzo y abril se contabilizaron 13 y 18 emisiones de ceniza, respectivamente, lo que implica un descenso en la actividad eruptiva. Siguiendo la misma tendencia, hasta el 29 de mayo solamente se han registrado 9 emisiones de ceniza. Como consecuencia, la tasa actual de emisiones de ceniza del volcán Cotopaxi ha bajado a menos de una cada dos días (tasa diaria de 0,3).

Figura 5. Número de emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi desde octubre del 2022. El eje izquierdo marca el total de emisiones registradas cada mes (barras grises), mientras que el derecho indica la tasa diaria (línea negra, número de emisiones del mes dividido por el número de días). Para mayo se tomaron en cuenta las emisiones registradas hasta el día 29 del mes.

En paralelo, el Centro de Avisos de Cenizas Volcánicas de Washington (W-VAAC por sus siglas en inglés) ha publicado 177 reportes de nubes de ceniza desde el 21 de octubre de 2022. Los mayores alcances fueron observados por satélites para las nubes de ceniza asociadas a la actividad del 26 de noviembre, 20 de diciembre, 26 y 30 de enero, 10, 18 y 19 de febrero, y 28 de marzo; cuando se registraron plumas con más de 100 km de distancia desde el volcán. Por otro lado, las alturas máximas de las nubes de ceniza (mayor a 1.5 km sobre el cráter) fueron registradas los días 26 de noviembre, 13, 17, 19 y 30 de enero, 1 y 26 de febrero, 19 y 28 de marzo, 24 de abril, 18 y 26 de mayo. Debido a esta actividad, entre noviembre y febrero se reportó caída de ceniza leve desde varios sectores de los cantones Latacunga, Mejía, Rumiñahui y Quito; mientras que desde el mes de marzo solo se ha reportado caída leve de ceniza en sectores cercanos al volcán, en los cantones de Latacunga y Mejía, pero especialmente, en las faldas del volcán dentro del Parque Nacional Cotopaxi (Figura 6).

Figura 6. Izquierda: Proyección de las 127 alertas de la W-VAAC registradas entre el 21 de octubre 2022 y el 28 de febrero de 2023, con los reportes de caída de ceniza recibidos en este periodo a través del grupo de vigías del volcán Cotopaxi, el MAE y de los informes de la SGR (figuras negras). Derecha: Proyección de las 50 alertas de la W-VAAC registradas entre el 1 de marzo y el 29 de mayo de 2023 con los reportes de caída de ceniza recibidos en este periodo (figuras negras).

La masa total de las caídas de ceniza entre el 20 de abril y el 18 de mayo de 2023 está estimada cerca de 30 millones de kg (Figura 7), lo que representa una disminución del ~45% comparando con el periodo anterior (14 de marzo al 20 de abril de 2023).

La ceniza de estas caídas fue muestreada y el material recolectado fue preparado para los análisis correspondientes en el laboratorio del IG-EPN. En la Figura 8 se indica la evolución de los porcentajes ponderados de los componentes analizados en las fracciones de 0.18, 0.125 y 0.09 mm de la ceniza recolectada el 22 de octubre, 26 de noviembre, 20 de diciembre, 19 de enero, 8 de febrero, 17 de abril y 10 de mayo. Los resultados muestran un incremento marcado en el aporte del material juvenil (material asociado al magma que está generando la actividad volcánica en superficie) entre octubre 2022 y febrero 2023, mientras que, en abril y mayo, el contenido de material juvenil ha vuelto a disminuir ligeramente.

Figura 7. Masa de caída de ceniza en el volcán Cotopaxi para el periodo octubre 2022 - mayo 2023. Las barras de error corresponden a los resultados obtenidos por diferentes técnicos.

Figura 8. Evolución del contenido ponderado de material juvenil (material derivado del magma en erupción) en negro y material accidental (material volcánico viejo) en rojo, observado en las fracciones de 0.18, 0.125 y 0.09 mm de las muestras de ceniza recolectadas mensualmente. En la parte inferior se indican unos ejemplos de material juvenil (café, negro a gris brillante) y material accidental (opaco, oxidado).

Termografía
Durante el sobrevuelo realizado el 17 de mayo, se obtuvieron nuevas secuencias termales del volcán. En esta ocasión, las condiciones de actividad durante el vuelo (por ejemplo, baja cantidad de gas y ausencia de ceniza), permitieron la obtención de imágenes térmicas de alta resolución del fondo del cráter. Las Temperaturas Máximas Aparentes (TMA) obtenidas en esta zona, corresponden a las más altas registradas en el volcán desde marzo de 2018, en cuya fecha se midió 313 °C. La TMA promedio obtenida del análisis de diferentes secuencias termales para el 17 de mayo, es de 235 ± 39 °C (zona en color amarillo brillante en la Figura 9) y corresponde a la roca volcánica calentada por gases magmáticos a muy alta temperatura. En este sentido se debe considerar que la distancia y la presencia de gas en el conducto puede subestimar la temperatura. De igual manera, esta temperatura confirma que la actividad presentada por el volcán es de origen magmático. En los campos fumarólicos, las TMA aún son menores a 30 °C, es decir bajas.

Figura 9. Superposición de imagen térmica con imagen de rango visible, correspondiente al fondo del cráter del volcán Cotopaxi. Las zonas en colores anaranjado (temperatura baja) y amarillo brillante (temperatura alta), corresponden a rocas calentadas por gas a muy alta temperatura y no deben ser interpretados como lava volcánica en superficie (Foto: F Naranjo, Imagen Térmica: M Almeida; 17 de mayo de 2023 - IGEPN).

Por otra parte, en base al análisis del registro de imágenes infrarrojas, provenientes de la cámara fija ubicada alrededor de 10 km al noroccidente del volcán Cotopaxi, las medidas de las Temperaturas Máximas Aparentes (TMA) son relativamente bajas respecto a las calculadas en semanas anteriores, no obstante, las tendencias observadas desde el inicio del proceso eruptivo (octubre 2022) y hasta la última semana dentro de este período eruptivo muestran un incremento de unos pocos grados centígrados respecto a la tendencia de los valores que se vienen registrando hasta mayo de 2023 (Figura 10).

Figura 10. Izquierda: Campo de visión de la cámara infrarroja (IR) ubicada en el volcán Rumiñahui. El recuadro blanco en el área de análisis corresponde al campo fumarólico de Yanasacha. Derecha: Serie de datos temporales de las temperaturas máximas aparentes (TMA) del campo fumarólico Yanasacha, bajo la cumbre norte del volcán. En puntos rojos se representa los valores de las medidas máximas válidas registradas (entre las 18h00 y 06h00, noche y madrugada; reduciendo la incidencia de radiación solar) y en negro, el valor de la media móvil en un período de 3 días, donde se observa una tendencia gradualmente creciente para las últimas semanas.

Actividad superficial y desgasificación
La actividad superficial es vigilada a través de cámaras web y sensores satelitales (Figura 11A). Durante el mes de marzo se detectó una disminución en la ocurrencia de emisiones de ceniza. La tendencia registró un ascenso durante el mes de abril, pero volvió a disminuir durante el transcurso del mes de mayo. A nivel global, se observa una tendencia descendente en la ocurrencia de las emisiones de ceniza desde el mes de marzo en comparación a lo ocurrido en el periodo diciembre 2022 – febrero 2023 (Figura 11B). La altura máxima de las columnas de ceniza ha sido de hasta 2600 metros sobre el nivel del cráter en los últimos tres meses, siendo un poco menor a lo registrado en los meses precedentes. Asimismo, en los últimos 2 meses no se ha observado brillo en el cráter ni se han detectado alertas termales mediante sistemas satelitales (Figura 11B). Las emisiones de gas han mantenido sus alturas promedio entre 500 y 1000 metros sobre la cumbre, con ocasionales pulsos de hasta 3000 m (Figura 11B).

Figura 11. A. Serie temporal de las alturas máximas de las columnas de gas y ceniza observadas en el volcán Cotopaxi desde 2015 al presente. B. Ampliación a la actividad reciente desde el 1 de septiembre de 2022. Nótese la disminución de barras rojas, emisiones de ceniza, desde el mes de marzo.

La red DOAS (Espectroscopia de Absorción Óptica Diferencial), empleada para cuantificar el flujo de dióxido de azufre, SO₂ (gas proveniente del magma) emitido por el volcán, ha registrado picos sucesivos de desgasificación desde finales de marzo. Estos picos han mostrado un ligero incremento durante las últimas semanas, acentuándose a finales del mes de abril (flecha negra en la Figura 12), pero sin llegar alcanzar los valores de los meses de diciembre de 2022 y enero de 2023. Estas medidas son consideradas como normales dentro de los índices de desgasificación actual del volcán en esta fase eruptiva 2022 – 2023.

Los triángulos amarillos en la Figura 12 muestran algunas de las emisiones de ceniza del volcán y que han seguido a la mayoría de los picos de desgasificación. Al momento de la emisión de este informe, la desgasificación en el Cotopaxi muestra una tendencia estable.

Figura 12. Flujo máximo de dióxido de azufre diario registrado en las 5 estaciones DOAS del volcán Cotopaxi (Refugio Norte: flanco norte, Refugio Sur: flanco sur, Cami y San Joaquín: flanco occidental y Tambo: flanco oriental). Gráfico actualizado hasta el 28 de mayo 2023.

La Figura 13 muestra la anomalía detectada por el sensor satelital TROPOMI (Sentinel-5SP), asociada a la emisión de dióxido de azufre (SO₂) del volcán Cotopaxi, así como de los otros volcanes en erupción del Ecuador continental (por ejemplo: Sangay y El Reventador). Globalmente se muestra una disminución en la anomalía desde el mes de marzo, sin embargo, no se observa que la emisión de gas se haya detenido, por cuanto, la actividad del volcán aún se mantiene.

Figura 13. Emisión media de dióxido de azufre (SO₂) registrada por el sensor satelital TROPOMI (Sentinel-5SP) y graficada en el código Google Engine de C. Laverde - SGC. Note en la esquina inferior derecha la escala cualitativa de colores asociada a la anomalía de emisión de gas.

Composición de los gases emitidos
La medición de especies gaseosas mayoritarias (agua - H₂O, dióxido de carbono - CO₂, dióxido de azufre - SO₂ y ácido sulfhídrico - H₂S) con el equipo MultiGAS (Aiuppa et al., 2004; Shinohara, 2005) ha mostrado que las razones obtenidas (Figura 14) son coherentes con la actividad reflejada en los demás parámetros de vigilancia. La razón SO₂/H₂S (triángulos anaranjados) ha mostrado una fluctuación en sus tendencias. Mientras que la razón CO₂/SO₂ (círculos azules) ha mostrado un incremento continuo desde el sobrevuelo efectuado el 18 de enero de 2023, cada uno de los ascensos observados han venido seguidos de emisiones de ceniza, esto se puede asociar a la presencia de magma en el conducto y una alimentación profunda de material de origen magmático en el reservorio. El último punto correspondiente al sobrevuelo del 24 de mayo de 2023 muestra por su parte una drástica disminución de la razón CO₂/SO₂, llegando a valores similares a los que mantenía en Octubre 2022.

Figura 14. Serie temporal de las razones entre especies gaseosas: SO₂ /H₂S y CO₂/SO₂ obtenidas gracias a las mediciones realizadas en los sobrevuelos de vigilancia desde el 24 de octubre de 2022 hasta el 29 de mayo de 2023.

Interpretación de datos

En base a la información disponible presente en este informe se ve que algunos parámetros de monitoreo han mostrado un ligero incremento y otros muestran una tendencia decreciente, considerando las características fluctuantes de los procesos eruptivos se ha catalogado la actividad del Volcán Cotopaxi como moderada con tendencia sin cambio tanto a nivel interno como a nivel superficial. El análisis conjunto de los diferentes parámetros de vigilancia muestra que la actividad reciente es provocada por la presencia de un cuerpo de magma pequeño dentro del conducto volcánico, el cual es el responsable de las emisiones de SO₂ y ceniza. El actual periodo eruptivo se mantiene desde octubre de 2022 hasta mayo de 2023 (aprox. 7 meses), superando el periodo de cuatro meses de la fase eruptiva de agosto – noviembre de 2015. Sin embargo, la intensidad del presente periodo eruptivo es mucho menor, tanto para las emisiones de gas como para las emisiones y caídas de ceniza.

Las temperaturas de los campos fumarólicos ubicados alrededor del cráter se mantienen en niveles bajos. Los gases magmáticos, especialmente el SO₂ son abundantes en la pluma volcánica, y aún son detectados tanto por la red de vigilancia permanente (DOAS – Novac Project) y por los sensores satelitales. Al momento de la emisión de este informe, las mediciones obtenidas en los sobrevuelos de vigilancia (imágenes térmicas, mediciones Mul-tiGAS) muestran que la actividad es de origen magmático. Por su parte, a nivel interno, la sismicidad sigue dominada por sismos de tipo LP, VLP y episodios de tremor cada vez menos energéticos; mientras que la deformación muestra una tendencia estable variando en un rango de 2 mm desde febrero de este año. Precisamente, los datos de vigilancia indican que la actividad superficial e interna ha presentado fluctuaciones desde finales del mes de febrero. Al momento, ésta se encuentra en un nivel más bajo que lo registrado en febrero, sin embargo, continúa y no ha retornado a los niveles previos al presente periodo eruptivo (antes de octubre 2022).

Pronósticos a corto plazo de la actividad del volcán Cotopaxi

*Se mantienen los propuestos el 10 de marzo 2023*

Nota de descargo: Los pronósticos a corto plazo se definen en función de la evolución de la actividad reciente del volcán Cotopaxi y presentan los principales fenómenos susceptibles de producirse. El grupo técnico-científico del Instituto Geofísico de la EPN actualiza periódicamente estos pronósticos para un periodo de días a semanas. En el caso de un proceso aproximadamente estacionario, no habrá cambios en los pronósticos. Los pronósticos están sujetos a cambios rápidos si se detectan anomalías en los parámetros de vigilancia volcánica. Los fenómenos naturales como las erupciones volcánicas son impredecibles en cuanto a su magnitud y cronología, por lo que los pronósticos son sólo una guía para la toma de decisiones por parte de las autoridades y de la comunidad en general. Los pronósticos pueden diferir de los escenarios de los mapas de amenaza volcánica en función de las condiciones actuales. El orden de los pronósticos no está basado en cálculos sino en función de las conclusiones de la evaluación de la actividad reciente del volcán.

Pronósticos a corto plazo (días a semanas) de la actividad del volcán Cotopaxi

1. Más probable: la erupción del Cotopaxi se mantiene en nivel moderado con una tendencia sin cambios, y pudiera continuar con un descenso gradual de la actividad. Se espera la ocurrencia de esporádicas columnas eruptivas <2 km sobre la cumbre y caídas de ceniza a nivel del Parque Nacional Cotopaxi (PNC), o en casos excepcionales a nivel cantonal (principalmente Latacunga y Mejía), dependiendo de la dirección y velocidad del viento. Escenario referencial en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenario 1 (índice de explosividad volcánica VEI≤1).
2. Menos probable: la erupción del Cotopaxi registra un nuevo aumento gradual de la actividad, produciendo columnas eruptivas de altura entre 2-4 km sobre el cráter y caídas de ceniza de impacto cantonal a provincial (principalmente Cotopaxi y Pichincha), similar o mayor a lo observado entre noviembre del 2022 y enero del 2023. La acumulación de material podría provocar lahares secundarios de tamaño pequeño ocasionados por la removilización de la ceniza recién depositada debido a fuertes lluvias, afectando únicamente las inmediaciones del PNC. Escenarios referenciales en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenarios 1 y 2 (índice de explosividad volcánica VEI 1-2); actividad histórica similar: 2015.
3. Muy poco probable: la erupción del Cotopaxi registra aumento rápido y significativo de la actividad interna y superficial del volcán con columnas eruptivas altas (>8 km sobre el cráter) y caídas de ceniza a nivel nacional, flujos piroclásticos y lahares primarios procedentes del derretimiento parcial del glaciar. Escenarios referenciales en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenarios 3 y 4 (índice de explosividad volcánica VEI≥3); actividad histórica similar: 1877

Elaborado por:

S. Vallejo, M. Almeida, F.J. Vásconez, A. Vásconez, B. Bernard, S. Hernández, P. Palacios, M. Yépez, F. Naranjo, D. Sierra, M. Córdova.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Actualización del estado del volcán Cotopaxi

Portada: Emisión de gases y vapor de agua del volcán Cotopaxi hacia el oriente, visto desde la estación VC1 ubicada al flanco nor-oriental del Volcán. 26/07/2023 (Foto: D. Sierra/IG-EPN).

Resumen
El 21 de octubre del 2022, el volcán Cotopaxi inició un nuevo periodo eruptivo que se ha extendido por más de 10 meses. Durante este período, el fenómeno eruptivo más frecuente ha sido la emisión de ceniza. Estas emisiones fueron más intensas entre diciembre de 2022 y febrero de 2023, cuando se registraban hasta diez emisiones de ceniza por semana, la mayoría de ellas de baja altura (<1 km sobre el nivel del cráter) y con bajo contenido de ceniza. Como consecuencia se registraron varias caídas de ceniza en las inmediaciones del Parque Nacional Cotopaxi (PNC) y en ocasiones el alcance fue mayor, llegando a zonas pobladas especialmente en los cantones Latacunga, Mejía, Rumiñahui y Quito.

Sin embargo, desde finales del mes de febrero de 2023 se observa un continuo descenso en las tendencias de los parámetros de vigilancia del volcán Cotopaxi, tanto en la actividad interna como en la superficial. A nivel interno, el cambio está marcado principalmente por una disminución en la cantidad de sismos diarios (tremores: asociados a emisiones de ceniza; y LPs: asociados a movimiento de fluidos). A nivel superficial el cambio se ve reflejado, entre otros, por la disminución de las columnas de emisión de gases hacia la atmósfera, acompañada por el descenso en la tasa de emisiones de ceniza y la cantidad de ceniza emitida. La última emisión de ceniza de la que se tiene registros ocurrió el 6 de julio de 2023.

En general, los parámetros de vigilancia muestran que la actual erupción del Cotopaxi va disminuyendo en su intensidad y puede ya catalogarse como de nivel BAJO a nivel superficial con tendencia sin cambios. Sin embargo, en vista de que persisten procesos leves de deformación, desgasificación y sismicidad, se considera que la actividad interna se mantiene en un nivel MODERADO con tendencia sin cambios.

La evolución de esta actividad a mediano plazo es incierta, debido a la naturaleza misma de los fenómenos volcánicos. Sin embargo, ahora se considera que el escenario más probable a corto plazo (días a semanas) es un retorno a un estado similar al anterior a octubre 2022. A pesar de este cambio de nivel de actividad eruptiva, se recalca la importancia de mantener activo el sistema de vigilancia y continuar con las tareas de prevención asociadas a los escenarios eruptivos planteados para el volcán Cotopaxi. El IG-EPN se mantiene atento en caso de ocurrir cambios en las condiciones del volcán para poder ofrecer información oportuna a las autoridades y población en general.

Anexo técnico-científico

Sismicidad
Múltiples parámetros sísmicos del volcán Cotopaxi han mostrado una disminución gradual en los últimos meses. Junto con el seguimiento manual realizado por nuestros analistas, también se han desarrollado técnicas automatizadas para la detección del tremor de emisión asociada con las emisiones de ceniza. Para cada día, sumamos el número total de minutos (duración Figura 1, panel superior) y seguimos la evolución de la energía liberada a lo largo del tiempo (Figura 1, panel inferior). En la figura superior vemos como la duración de los episodios de tremor se ha mantenido, pero ha disminuido su frecuencia de ocurrencia. En el panel inferior se observa como la energía ha decaído lentamente desde mediados de febrero. Tras el pico de febrero, en los meses siguientes se han producido pulsos más pequeños, menos significativos y de corta duración, con una frecuencia de ocurrencia cada vez menor. El último pulso significativo de emisión de ceniza se produjo el 6 de julio.

Figura 1: Superior: Total de horas de tremor por día desde octubre de 2022 hasta la actualidad. Inferior: Evolución de energía liberada diariamente desde octubre de 2022 hasta la actualidad.

La magnitud media de los eventos localizados (Figura 2) muestra un descenso claro desde finales de febrero, para luego ascender y oscilar, pero sin llegar a niveles tan altos como los del mes de febrero. El nivel actual representado por este indicador pone de manifiesto que no existe suficiente energía para generar un nuevo pulso de actividad sísmica, que generalmente acompaña a fases algo más intensas de erupción, como lo ocurrido en enero y febrero de este año.

Figura 2: Magnitud media y sus intervalos de confianza de los eventos localizados alrededor del volcán Cotopaxi, con datos hasta el 9 de agosto de 2023. Las muestras de puntos azules se diferencian significativamente (95% de confianza) de las muestras de puntos rojos.

Deformación
Los procesos internos del volcán, como el ingreso de nuevo magma al sistema, producen el aumento de la presión y cambios en los estados de esfuerzos al interior del edificio volcánico. Estos fenómenos se manifiestan a nivel superficial como deformación del terreno, que es detectable por medio de instrumentos de alta precisión.

Durante la actual fase eruptiva del volcán Cotopaxi, la inflación (periodo resaltado con franjas de tono gris oscuro en la Figura 3) alcanzó su magnitud máxima entre los meses de febrero y marzo del presente año. Durante los meses siguientes, la deformación detectada de norte a sur del edificio volcánico (gráfica superior de la Figura 3) presentó una tendencia descendente (deflación), que se mantuvo hasta finales del mes de junio (periodo en gris claro). Durante el mes de julio se observan patrones variables, finalizando con un pequeño incremento de los desplazamientos registrados.

Por otra parte, en la sección oeste a este, (gráfica inferior en la Figura 3) se reconocen dos episodios de mayor deformación en los meses de febrero y mayo respectivamente. Durante junio se observaría un ligero descenso con respecto a mayo. Si se considera el periodo de marzo a julio, se observa que la tendencia se mantiene ascendente, con una velocidad media cercana a los 6.7 mm/año.

En base a los patrones variables de deformación, observados durante julio en la sección norte – sur y la tendencia, que aún se mantiene positiva en la sección oeste – este, se concluye que la inflación, hasta el momento, no se ha estabilizado completamente.

Figura 3. Serie de datos de posicionamiento para el monitoreo de la deformación en el volcán Cotopaxi, entre enero de 2021 y julio de 2023 en base a estaciones GSNN ubicadas en flancos opuestos del volcán. Las circunferencias en color azul representan las posiciones relativas diarias. Los puntos en color naranja representan el promedio de cada 4 días. Cuadro superior: Deformación a lo largo del eje norte – sur. Las franjas de color gris representan los periodos: gris oscuro – mayor inflación entre mayo y junio; gris claro – deflación (gráfica superior) y desaceleración (gráfica inferior); gris tenue - deformación inestable durante el mes de junio (cuadro superior). Las flechas en color negro representan la tendencia durante cada periodo.

Nubes y caídas de ceniza
Desde octubre del 2022 se han registrado 168 emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi. En la Figura 4 se observa que el mayor número de emisiones de ceniza fue registrado entre diciembre 2022 y febrero 2023, alcanzando un pico de 38 emisiones de ceniza el mes de enero (tasa de 1,23 emisiones de ceniza por día). Entre marzo y junio de 2023 la frecuencia de emisiones de ceniza en el Cotopaxi se mantuvo relativamente estable, fluctuando entre entre 13 y 18 emisiones al mes. Desde inicios de julio, en cambio, se observa un descenso marcado en el número de emisiones, habiéndose registrado solamente 3 emisiones de ceniza drante todo el mes (tasa de 0,1 emisiones de ceniza por día). Adicionalmente, en lo que va el mes de agosto no se han observado emisiones de ceniza.

Figura 4. Número de emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi desde octubre del 2022. El eje izquierdo marca el total de emisiones registradas cada mes (barras grises), mientras que el derecho indica la tasa diaria (línea negra; número de emisiones del mes dividido por el número de días). Para agosto se tomaron en cuenta las emisiones registradas hasta el 08/08/23.

En paralelo, el Centro de Avisos de Cenizas Volcánicas de Washington (W-VAAC por sus siglas en inglés) ha publicado 196 reportes de nubes de ceniza en el volcán Cotopaxi desde el 21 de octubre de 2022. Los mayores alcances fueron observados por satélites para las nubes de ceniza asociadas a la actividad del 26 de noviembre; 20 de diciembre; 26 y 30 de enero; 10, 18 y 19 de febrero; y 28 de marzo con más de 100 km de distancia desde el volcán. Por otro lado, las alturas máximas de las nubes de ceniza (mayor a 2 km sobre el cráter) fueron reportadas por la W-VAAC los días 26 de noviembre; 11 de diciembre; 13 y 17 de enero; 28 de marzo; y 24 de abril. Debido a esta actividad, entre el 26 de noviembre 2022 y el 3 de julio 2023 se reportó caída de ceniza leve desde varios sectores de los cantones Latacunga, Mejía, Rumiñahui y Quito (Figura 5).

Figura 5. Proyección de las alertas W-VAAC registradas desde el 21 de octubre 2022 hasta el 8 de agosto de 2023 con los reportes de caída de ceniza recibidos en este periodo a través del grupo de vigías del volcán Cotopaxi, la Red de Observadores Volcánicos (ROVE), el PNC y de los informes de la SGR (figuras negras). Se observa que la mayoría de las alertas y reportes se han dado entre enero y febrero (cuadro superios derecho). Además, se observa la reducción en el número de emisiones de ceniza y reportes de caída desde el mes de junio 2023 (cuadro inferior derecho).

En total, la masa de ceniza caída entre el 21 de octubre y el 25 de julio de 2023 está estimada en al menos 0.5 millones de toneladas (Figura 6), lo que representa menos de la mitad de la masa de ceniza emitida durante la erupción de 2015 (1.2 millones de toneladas). Como se muestra en la Figura 6, la mayor cantidad de ceniza fue emitida entre el 17 de enero y el 14 de febrero del 2023 (~150 mil toneladas), mientras que durante el último periodo (20/06/2023 - 27/07/2023) se estimó una masa de caída de ceniza de solamente 10 mil toneladas.

Figura 6. Estimación de masa de caída de ceniza en el volcán Cotopaxi para el periodo octubre 2022 - julio 2023.

La ceniza de estas caídas fue muestreada y el material recolectado fue preparado para el análisis correspondiente en el laboratorio del IG-EPN. En la Figura 7 se indica la evolución de los porcentajes de los componentes que conforman la ceniza recolectada mensualmente desde octubre 2022 hasta julio 2023. Los resultados muestran un incremento marcado en el aporte del material juvenil (material asociado al magma que está generando la actividad volcánica en superficie) entre octubre (19%) y febrero (46%), mientras que desde marzo el porcentaje de material juvenil en la ceniza emitida se mantiene relativamente estable entre el 35 y 40%.

Figura 7. Evolución del contenido ponderado de material juvenil (material derivado del magma en erupción) en negro y accidental (material volcánico viejo) en rojo observado en las fracciones de 0.18, 0.125 y 0.09 mm de las muestras de ceniza recolectadas mensualmente. En la parte inferior se indican unos ejemplos de material juvenil (café, negro a gris brillante) y material accidental (opaco, oxidado).

Termografía
Desde el mes de mayo no se ha podido realizar sobrevuelos debido a las condiciones climáticas y a limitaciones logísticas. Por lo tanto, no se cuenta con mediciones de las temperaturas de los campos fumarólicos.

Los sensores satelitales han registrado anomalías termales dentro del cráter del volcán Cotopaxi desde 2015. En la figura 10, se resaltan los 6 días en que el satélite Sentinel-2 las detectó. Dentro del actual periodo eruptivo, el mes de diciembre 2022 fue el mes con el mayor número de anomalías (3 de 6). Además, el sistema satelital FIRMS de la NASA registró 12 anomalías termales dentro del cráter, en 9 días, entre noviembre 2022 y julio 2023. Todas ellas con valores muy bajos de energía radiante y en momentos en donde las emisiones de gas y ceniza eran débiles o inexistentes (Figura 8).

Este tipo de anomalías pueden seguirse observando debido a que el sistema se mantiene relativamente caliente, sin que esto implique una actividad eruptiva mayor inminente.

Figura 8. Anomalías termales detectadas por el satélite Sentinel-2 en el interior del cráter del volcán Cotopaxi, para el periodo octubre 2022 – agosto 2023. Composición de bandas B12-B11-B8A + B4-B3-B2.

Actividad superficial
La actividad superficial del volcán Cotopaxi es vigilada a través de una red cámaras de vigilancia y sensores satelitales desde 2015 (Figura 9A). Desde el mes de mayo del 2023 tanto la frecuencia de las emisiones de ceniza como la altura de las mismas han descendido, siendo mucho más notorio desde el mes de junio (Figura 9B). Los días 5 y 6 de julio fueron los últimos días que se registró emisión de ceniza con alturas de 800 y 200 m sobre el nivel del cráter (snc), respectivamente. Por otro lado, las columnas de emisión de gas han mantenido sus alturas promedio entre 100 y 800 metros sobre la cumbre, con ocasionales pulsos de hasta 2100 m snc (Figura 9B). Se registró brillo en el cráter las noches del 24 de junio, 26 de julio y 4 de agosto. Adicionalmente, los sensores satelitales detectaron anomalías termales los días 20 de junio, 2 y 26 de julio y 4 de agosto. En general, las alturas de las emisiones de gas y ceniza, y la frecuencia de las emisiones de ceniza muestran una tendencia descendente desde junio 2023 en comparación a los meses precedentes.

Figura 9. A. Serie temporal de las alturas máximas de las columnas de gas y ceniza observadas en el volcán Cotopaxi desde 2015 al presente. B. Ampliación a la actividad reciente desde el 1 de septiembre de 2022. Nótese la ausencia de barras rosadas, emisiones de ceniza, durante el mes de julio-agosto 2023.

Desgasificación
La red de instrumentos DOAS NOVAC-type I (Espectroscopía de Absorción Óptica Diferencial), empleada para cuantificar el flujo de dióxido de azufre, SO2 (gas proveniente del magma) emitido por el volcán, ha registrado picos sucesivos de desgasificación cuya tendencia ascendente se detuvo a mediados del mes de julio (17 de julio de 2023). Desde esta fecha se ha observado que el flujo total de gas emitido ha ido decreciendo progresivamente hasta la emisión del presente informe.

Sin embargo, estas medidas aún no han retornado a los valores obtenidos previo a esta fase eruptiva 2022–2023. Los triángulos amarillos en la Figura 10 muestran que la emisión de ceniza del 6 de julio fue una de las últimas emisiones evidentes detectadas tanto en satélite como en las cámaras de vigilancia permanente del IG-EPN, asociada a los últimos picos de desgasificación detectados en el volcán.

Figura 10. Flujo máximo de dióxido de azufre diario registrado en las 5 estaciones DOAS del volcán Cotopaxi (Refugio Norte, Refugio Sur, Cami, San Joaquín y Tambo). Gráfico actualizado hasta el 06 de agosto de 2023.

Por otro lado, la masa de dióxido de azufre (SO2) detectada por el sensor satelital TROPOMI (Sentinel-5SP) muestra una tendencia descendente muy marcada desde abril 2023 llegando a su punto más bajo en agosto, siendo incluso menor que lo registrado en el mes de octubre de 2022 cuando inició la erupción (Figura 11). Cabe señalar que los valores no han descendido a cero, es decir, no han regresado a los valores pre-eruptivos.

Figura 11. Acumulado mensual y tasa diaria de la emisión de SO2 en Cotopaxi para el periodo octubre 2022 – agosto 2023, registrado por el sensor satelital TROPOMI y reportado por MOUNTS.

La Figura 12 muestra la anomalía detectada por el sensor satelital TROPOMI (Sentinel-5SP), asociada a la emisión de dióxido de azufre (SO2) del volcán Cotopaxi, así como de los otros volcanes en erupción del Ecuador continental (por ejemplo: Sangay y El Reventador). Globalmente se muestra que los valores en estos últimos 4 meses son bajos respecto a lo detectado desde el inicio de la erupción, pero la anomalía aún no desaparece.

Figura 12. Emisión media de dióxido de azufre (SO2) registrada por el sensor satelital TROPOMI (Sentinel-5SP) y graficada en el código Google Engine de C. Laverde - SGC. Note en la esquina inferior derecha la escala cualitativa de colores asociada a la anomalía de emisión de gas.

Interpretación de datos
En base a la información disponible, se concluye que la actividad del volcán Cotopaxi ha alcanzado un nivel bajo a nivel superficial y se mantiene en nivel moderado a nivel interno. El análisis conjunto de los de los diferentes parámetros de vigilancia sugiere que la actividad reciente del Cotopaxi ha sido provocada por la presencia de cuerpo de magma pequeño, el cual es el responsable de las emisiones de SO 2 y ceniza reportados durante estos más de 10 meses de actividad.

NO hay evidencia que muestre el ingreso de un nuevo volumen de magma hacia el sistema superficial en los últimos meses. Por lo que algunos de los parámetros de monitoreo presentan una disminución en sus tendencias y la actividad superficial es baja.

Actualmente, la actividad superficial del Cotopaxi se caracteriza por la emisión de columnas de gases y vapor de agua que generalmente no sobrepasan los 1000 m sobre el nivel del cráter. Los gases de origen magmático, especialmente el SO2 siguen presentes en la pluma volcánica, pero muestran un descenso progresivo desde febrero tanto en los instrumentos permanentes como en los datos satelitales. A nivel interno, la sismicidad sigue dominada por sismos de tipo LP y episodios de tremor cada vez menos energéticos. La deformación no se ha estabilizado y se observa tendencias variables, sin que se evidencie un claro incremento ni una tendencia deflacionaria definitiva.

Pronósticos a corto plazo de la actividad del volcán Cotopaxi
(Actualización 09/08/2023)

Nota de descargo: Los pronósticos a corto plazo se definen en función de la evolución de la actividad reciente del volcán Cotopaxi y presentan los principales fenómenos susceptibles de producirse. El grupo técnico-científico del Instituto Geofísico de la EPN actualiza periódicamente estos pronósticos para un periodo de días a semanas. En el caso de un proceso aproximadamente estacionario, no habrá cambios en los pronósticos. Los pronósticos están sujetos a cambios rápidos si se detectan anomalías en los parámetros de vigilancia volcánica. Los fenómenos naturales como las erupciones volcánicas son impredecibles en cuanto a su magnitud y cronología, por lo que los pronósticos son sólo una guía para la toma de decisiones por parte de las autoridades y de la comunidad en general. Los pronósticos pueden diferir de los escenarios de los mapas de amenaza volcánica en función de las condiciones actuales. El orden de los pronósticos no está basado en cálculos sino en función de las conclusiones de la evaluación de la actividad reciente del volcán.

Pronósticos a corto plazo (días a semanas) de la actividad del volcán Cotopaxi

1. Más probable: la actividad eruptiva del Volcán Cotopaxi continúa en un descenso gradual. Los parámetros de monitoreo se estabilizan y regresan a niveles similares o equivalentes a los observados antes de octubre de 2022. Se espera esporádicas emisiones de gases y vapor de agua cada vez menos comunes que alcanzan alturas bajas. Escenario referencial noviembre 2015 – enero 2016.

2. Menos probable: La erupción del Cotopaxi registra un nuevo aumento gradual de la actividad, produciendo columnas eruptivas de hasta 2-4 km sobre el cráter, provocando caídas de ceniza de impacto cantonal a provincial (principalmente Cotopaxi, Pichincha), similar a lo observado entre noviembre del 2022 y febrero del 2023. La acumulación de material en los flancos del volcán podría provocar lahares secundarios de tamaño pequeño ocasionados por la removilización de la ceniza recién depositada debido a fuertes lluvias, afectando únicamente las inmediaciones del PNC. Escenario referencial en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenario 1 (índice de explosividad volcánica VEI 1-2); actividad histórica similar: agosto – septiembre 2015.

3. Muy poco probable: la erupción del Cotopaxi registra aumento rápido y significativo de la actividad interna y superficial del volcán con columnas eruptivas altas (>8 km sobre el cráter) y caídas de ceniza a nivel nacional, flujos piroclásticos y lahares primarios procedentes del derretimiento parcial del glaciar. Escenarios referenciales en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenarios 3 y 4 (índice de explosividad volcánica VEI≥3); actividad histórica similar: 1877

Elaborado por:
Silvana Hidalgo, Marco Almeida, Anais Vásconez, Francisco J. Vásconez, Stephen Hernandez, Pablo Palacios, Marco Yépez, Daniel Sierra, Benjamin Bernard, Mario Ruiz.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Actualización del estado del volcán Cotopaxi
FIN DEL PROCESO ERUPTIVO DEL VOLCÁN COTOPAXI INICIADO EN OCTUBRE DE 2022

Volcán Cotopaxi visto desde la Entrada Norte al Parque Nacional, 22 septiembre 2023 a las 9h49 TL. Fotografía: Anais Vásconez/IG-EPN.

Resumen
El 21 de octubre del 2022, el volcán Cotopaxi inició un periodo eruptivo que se extendió por más de 9 meses. Durante este período, el fenómeno eruptivo más frecuente fue la emisión de ceniza, vapor de agua y gases. La actividad fue más intensa entre diciembre de 2022 y febrero de 2023, cuando se registraban hasta diez emisiones de ceniza por semana, la mayoría de ellas de baja altura (<1 km sobre el nivel del cráter) y con bajo contenido de ceniza. Como consecuencia se registraron varias caídas de ceniza en las inmediaciones del Parque Nacional Cotopaxi (PNC), no obstante, en ocasiones el alcance fue mayor, llegando a zonas pobladas en los cantones Latacunga, Mejía, Rumiñahui y Quito. Sin embargo, desde finales de febrero de 2023, se ha observado un paulatino descenso en las tendencias de los parámetros de vigilancia del volcán Cotopaxi, tanto en la actividad interna como en la superficial. A nivel interno, el cambio está marcado principalmente por una disminución en la cantidad de sismos: (tremores: asociados a emisiones de ceniza; y eventos de largo período (LP): asociados a movimiento de fluidos); y una desaceleración en los patrones de la deformación. A nivel superficial, el descenso de actividad se vio reflejado en la disminución del número de emisiones de ceniza y de la masa de ceniza emitida. Así como en la altura de las columnas de emisión de vapor de agua y gases. La última emisión de ceniza se registró el 6 de julio de 2023.

En base a la disminución observada en los parámetros de vigilancia, la actividad del volcán es catalogada como de nivel BAJO con tendencia sin cambios tanto a nivel SUPERFICIAL como a nivel INTERNO.

Todos los parámetros de vigilancia y observaciones visuales sugieren que el proceso eruptivo del volcán Cotopaxi que se inició el 21 de octubre del 2022 ha terminado o está muy cerca de terminar, sin embargo, no se descarta una posible futura reactivación.

La evolución de la actividad del Cotopaxi en el mediano a largo plazo es incierta, debido a la naturaleza misma de los procesos volcánicos. Sin embargo, por ahora se considera que el escenario más probable a corto plazo (días a semanas) es un retorno a un estado similar a lo observado previo a octubre 2022.

A pesar de este cambio de nivel de la actividad eruptiva, se recalca la importancia de mantener activo el sistema de vigilancia y continuar con las tareas de prevención asociadas a los escenarios eruptivos planteados para el volcán Cotopaxi. El IG-EPN se mantiene atento y en caso de ocurrir cambios en las condiciones del volcán ofrecerá información oportuna a las autoridades y la población en general. A continuación, se ofrece una breve síntesis de los parámetros de vigilancia.

Para conocer detalles adicionales del estado del volcán Cotopaxi de los meses anteriores, se recomienda leer el informe especial No. 4, publicado el 10 de agosto del 2023: https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/2065-informe-volcanico-especial-cotopaxi-n-2023-004

Anexo técnico-científico

Sismicidad
Un pequeño episodio de tremor asociado a una emisión de ceniza que tuvo lugar el 21 de octubre de 2022 dio el inicio a una prolongada secuencia de actividad eruptiva que creció de forma constante en el transcurso de los meses siguientes, alcanzando su punto más elevado en enero y febrero de este año. A partir de octubre de 2022 y cada día desde entonces, nuestra densa red de instrumentos sísmicos nos permitió rastrear el número acumulado de minutos de tremor de emisión y la energía diaria acumulada emitida sísmicamente durante cada episodio de emisión de ceniza (Figura 1). Esto fue especialmente útil en los momentos en que el volcán estaba demasiado nublado para observar visiblemente, mediante cámaras o satélites, las emisiones de ceniza. Tras los picos de enero/febrero, los indicadores sísmicos mostraron una reducción progresiva tanto en minutos acumulados como en energía hasta el último episodio significativo de emisión de ceniza, que tuvo lugar el 6 de julio del 2023. Desde el 6 de julio hasta la redacción de este documento, no se ha producido ningún otro episodio de tremor sísmico asociado a la emisión de ceniza.

Figura 1: Superior: Total de horas de tremor diarias desde octubre de 2022 hasta la actualidad. Inferior: Evolución de energía liberada diariamente desde octubre de 2022 hasta la actualidad.

Asimismo, la magnitud de los sismos registrados en el volcán Cotopaxi alcanzó su pico entre enero y febrero de 2023, y desde entonces ha disminuido significativamente hasta alcanzar un estado estable con pequeñas variaciones (Figura 2).

Figura 2: Magnitud media e intervalos de confianza de las magnitudes de eventos localizados alrededor del volcán Cotopaxi, con datos hasta el 19 de octubre de 2023. Las muestras de puntos azules se diferencian significativamente (95% de confianza) de los puntos rojos. El comportamiento actual se interpreta como un estado de mucha menor actividad al presentado entre enero y febrero del presente año, y se muestra estable con pequeñas variaciones.

Geodesia
El ingreso de nuevo magma al sistema volcánico (intrusión) durante finales de 2022 causó un leve hinchamiento del cono y sus alrededores. Esta deformación es medida en la superficie por instrumentos de alta precisión. En las series temporales de la Figura 3 se representa el desplazamiento relativo, registrado por estaciones cGPS (Sistemas de Posicionamiento Global Continuos), ubicadas en puntos opuestos respecto al volcán.

Durante el periodo de actividad en 2022-2023 las bases cGPS registraron desplazamientos, señalando el aumento de la distancia entre ellas en unos pocos milímetros (periodos resaltados con franjas de color rojo). Este patrón se lo conoce como "inflación". En el eje Norte-Sur se observa inflación entre julio 2022 y abril 2023, mientras que para el eje Oeste-Este se observa entre octubre 2022 y julio 2023.

En los meses subsecuentes, hasta la emisión del presente informe, los datos de posicionamiento presentan una tendencia estable (periodos resaltados con franjas de color gris). La estabilidad en las series temporales de cGPS indica que la deformación, por el momento, se ha detenido.

Figura 3. Serie de datos de desplazamiento entre estaciones cGPS ubicadas en flancos opuestos del cono volcánico, para el monitoreo de la deformación en el volcán Cotopaxi. Cuadro superior: Desplazamientos observados en el eje Norte-Sur con la estación VC1 en el flanco norte y MORU al sur. Cuadro inferior: desplazamientos observados en el eje Oeste-Este, con la estación TAMB al este y CAME en el flanco occidental.

Actividad superficial
La actividad superficial del volcán Cotopaxi es vigilada a través de una red de cámaras de rango visible, infrarrojo y sensores satelitales. Desde inicios de octubre 2022 se observó un incremento en la altura máxima diaria de las emisiones de gas, sin que estas necesariamente alcanzaran valores anómalos (Figura 4). El 21 de octubre se registró la primera emisión de ceniza que afectó principalmente al Refugio José Ribas con una ligera caída de ceniza. Luego de una pausa de un mes, el 26 de noviembre se vuelve a registrar una emisión de ceniza, a partir de la cual esta actividad se vuelve continua. Las emisiones de ceniza se incrementan en frecuencia y altura llegando a valores máximos en enero y febrero 2023 con alturas de hasta 3 km sobre el nivel del cráter (km snc). Posteriormente, la frecuencia y altura de las emisiones disminuye, excepto en días puntuales (Figura 4). El 6 de julio se registra la última emisión con contenido moderado de ceniza. Hasta el momento de publicación de este informe, la altura de las emisiones de gas se ha mantenido en valores altos, superiores a etapas pre-eruptivas (Figura 6); un comportamiento que también se observó después del periodo eruptivo de 2015. En promedio, para todo el periodo eruptivo 2022-2023, las alturas máximas de las emisiones de gas fueron de 700 metros y las de ceniza de 1 km. Adicionalmente, durante 16 noches se observó brillo en el cráter, mientras que los sistemas satelitales registraron anomalías termales en 23 días de este periodo eruptivo. La erupción duró 259 días, desde el 21 de octubre de 2022 hasta el 6 de julio de 2023.

Figura 4: Altura máxima diaria de las emisiones de gas (celeste) y ceniza (rosado) del volcán Cotopaxi para el periodo septiembre 2022 - octubre 2023. Los triángulos morados indican las noches durante las cuales se observó brillo en el cráter y los rombos naranja los días que los sistemas satelitales registraron anomalías termales. Las líneas de puntos indican las fechas en las cuales hubo mayor emisión de ceniza.

Nubes y caídas de ceniza
Desde octubre del 2022 se han registrado 168 emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi. En la Figura 5 se observa que el mayor número de emisiones de ceniza fue registrado entre diciembre 2022 y febrero 2023, alcanzando un pico de 38 emisiones de ceniza el mes de enero (1,23 emisiones de ceniza por día). Entre marzo y junio de 2023 la frecuencia de emisiones de ceniza en el Cotopaxi se mantuvo relativamente estable, fluctuando entre 13 y 18 emisiones por mes. Desde inicios de julio, en cambio, se observa un descenso marcado en el número de emisiones, habiéndose registrado solamente 3 emisiones de ceniza a inicios del mes (una tasa de 0.1 emisiones de ceniza por día). La última emisión de ceniza de la que se tiene registros corresponde al día 6 de julio de 2023.

Figura 5. Número de emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi desde octubre del 2022. El eje izquierdo marca el total de emisiones registradas cada mes (barras grises), mientras que el derecho indica la tasa diaria (línea negra; número de emisiones del mes dividido por el número de días).

En total, la masa de las caídas de ceniza entre el 21 de octubre y el 6 de julio de 2023 es estimada en al menos 500 mil toneladas (Figura 6), lo que representa cerca de la mitad de la masa de ceniza emitida durante la erupción de 2015 (1.2 millones de toneladas). Como se muestra en la Figura 6, la mayor cantidad de ceniza fue emitida entre el 17 de enero y el 14 de febrero del 2023 (~150 mil toneladas), mientras que durante el último periodo de recolección de ceniza (20/06/2023 - 23/07/2023) se estimó una masa de tan solo 10 mil toneladas para las caídas de ceniza.

Figura 6. Estimación de masa de caída de ceniza en el volcán Cotopaxi para el periodo octubre 2022 - julio 2023.

Desgasificación
La red de vigilancia permanente DOAS (Espectroscopía de Absorción Optica Diferencial) que mide el flujo diario de SO₂ (dióxido de azufre: gas magmático) emitido por el Cotopaxi, se encuentra ubicada en todos los flancos del volcán para asegurar una vigilancia eficiente. Gracias a esta red, se ha podido determinar que los valores de gas volcánico emitido por el Cotopaxi han disminuido considerablemente con respecto a los meses pasados (Figura 7, línea roja). Este comportamiento también se mantiene al normalizar el valor de SO₂ a una velocidad de viento constante (Fig.7, línea negra), cuyo objetivo es reducir el alza de los valores con los vientos fuertes de verano. A la fecha de emisión del presente informe, los valores han bajado a niveles ligeramente superiores a los registrados antes de octubre del 2022 (nivel de base post-2015). Este flujo de SO2 aún puede ser detectado por los sensores satelitales. El número de medidas válidas, que indican cuan presente está el gas en el ambiente, también ha disminuido, sin embargo, este valor aún se encuentra superior a los valores pre-eruptivos (Figura 8: línea azul).

Figura 7: Gráfica del flujo de gas magmático (SO₂: dióxido de azufre) emitido por el volcán Cotopaxi diariamente. En color rojo se observa la variación temporal del flujo de gas, y en color azul se observa el número de medidas válidas asociado a los flujos. La línea de color negro es una normalización a un valor de velocidad de viento constante igual a 5m/s.

El sensor TROPOMI, a bordo del satélite Sentinel-5SP, detectó la masa de dióxido de azufre (SO₂) emitido por el volcán Cotopaxi desde el inicio de la erupción en octubre 2022. En la Figura 8 se observa que la cantidad de SO₂ fue incrementándose mensualmente hasta llegar a un máximo en enero 2023. Luego fue disminuyendo paulatinamente hasta llegar a valores prácticamente de cero en octubre 2023 (Figura 8). Cabe señalar que en contadas ocasiones se siguen registrando valores de hasta 50 toneladas, es decir, no se ha llegado a los valores pre-eruptivos que eran de cero.

Figura 8: Acumulado mensual y tasa diaria de la emisión de SO₂ en Cotopaxi para el periodo octubre 2022 – octubre 2023, registrado por el sensor satelital TROPOMI y reportado en MOUNTS.

Termografía
El registro y posterior análisis de las imágenes infrarrojas obtenidas a través de la cámara térmica que cubre el área del flanco norte del volcán Cotopaxi denota que las temperaturas máximas aparentes (TMA) son relativamente bajas y mantienen una tendencia descendente respecto a los episodios de mayor actividad observados a lo largo del proceso eruptivo ocurrido entre octubre 2022 hasta la actualidad (Figura 9).

Durante el período de análisis el campo fumarólico de Yanasacha evidenció algunos cambios con respecto al área asociada con la anomalía térmica. Sin embargo, estas variaciones responden a varios factores, entre ellos la condición climática estacional y el derretimiento del glaciar. Además, se presenta una mayor cantidad de grietas en el glaciar circundante. Esto se puede identificar a través del contraste de colores en la imagen infrarroja de la Figura 9, panel superior.
Por esta razón y hasta el momento de la emisión de este informe, las tendencias observadas dentro de este último período eruptivo muestran una marcada disminución; sin embargo, los cambios que se observan a nivel de la superficie glaciar son notables.

Figura 9. Superior. Imagen infrarroja de la emisión observada el 18 de octubre a las 05h33 TL con una emisión poco energética que alcanzó 500 m sobre la cumbre. En el rectángulo amarillo, el campo fumarólico (C.F.) Yanasacha. En la escala de colores, se denotan TMA mayores hacia la escala de colores rojos, mientras las TMA son menores hacia los colores azules. Inferior. Serie de datos de las Temperaturas máximas aparentes (TMA) del campo fumarólico Yanasacha. En puntos rojo, los valores de las medidas máximas válidas registradas (entre las 18h00 a 06h00, sin radiación solar) y en negro, el valor de la media móvil generado cada 7 días, donde se observa una tendencia variable pero gradualmente decreciente en las últimas semanas.

Interpretación de datos
En los últimos meses, se observa que todos los parámetros de monitoreo del volcán Cotopaxi han descendido, tanto en su ocurrencia, como en su intensidad. Este comportamiento ha sido continuo durante varios meses, alcanzando actualmente un estado que presenta bajos niveles de energía. Consecuentemente, se concluye que el proceso eruptivo de 2022-2023 habría terminado.

Pronósticos a corto plazo de la actividad del volcán Cotopaxi
(Actualización 20/10/2023)
Nota de descargo: Los pronósticos a corto plazo se definen en función de la evolución de la actividad reciente del volcán Cotopaxi y presentan los principales fenómenos susceptibles de producirse. El grupo técnico-científico del Instituto Geofísico de la EPN actualiza periódicamente estos pronósticos para un periodo de días a semanas. En el caso de un proceso aproximadamente estacionario, no habría cambios en los pronósticos. Los fenómenos naturales como las erupciones volcánicas son impredecibles en cuanto a su magnitud y cronología, por lo que los pronósticos son sólo una guía para la toma de decisiones por parte de las autoridades y de la comunidad en general. Los pronósticos pueden diferir de los escenarios de los mapas de amenaza volcánica en función de las condiciones actuales. El orden de los pronósticos no está basado en cálculos sino en función de las conclusiones de la evaluación de la actividad reciente del volcán.

Pronóstico a corto plazo (días a semanas) de la actividad del volcán Cotopaxi:

• 1. Más probable: la actividad actual del volcán Cotopaxi continúa en un gradual y paulatino descenso. Los parámetros de monitoreo se estabilizan y regresan a niveles similares o equivalentes a los observados previo a octubre de 2022. Se espera esporádicas emisiones de gases y vapor de agua cada vez menos comunes que alcanzan alturas bajas. Actividad histórica similar: 2016-2021.
• 2. Menos probable: en corto tiempo (días a semanas) se registra un aumento de los parámetros de vigilancia, mismos que conducen a nueva actividad eruptiva produciendo columnas eruptivas sostenidas y caídas de cenizas. Escenarios referenciales en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenario 1 (índice de explosividad volcánica VEI 1-2); actividad histórica similar: 2015 y 2022-2023.
• 3. Muy poco probable: en un corto periodo de tiempo se registra un rápido aumento de los parámetros de vigilancia, mismos que conducen a nueva actividad eruptiva. Se desencadena en una erupción mediana-grande con columnas eruptivas altas (>8 km sobre el cráter) y caídas de ceniza a nivel nacional, flujos piroclásticos y lahares primarios procedentes del derretimiento parcial del glaciar. Escenarios referenciales en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenarios 3 y 4 (índice de explosividad volcánica VEI≥3); actividad histórica similar: 1877

Elaborado por:
P.Mothes, F.J. Vasconez, A. Vásconez, D. Sierra, S. Aguaiza, P. Palacios, S. Hernandez, F. Naranjo, M. Yépez, B. Bernard, M. Ruiz.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional