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

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

Actividad Sísmica en el Complejo Volcánico Chiles – Cerro Negro

Resumen
Desde el 5 de agosto del 2023 se está registrando un nuevo enjambre de sismos en la zona del complejo volcánico Chiles – Cerro Negro (CVCCN), en la frontera ecuatoriano-colombiana. Los sismos de mayor magnitud dentro de este nuevo pulso ocurrieron el 6 de agosto a las 00H04 (TL), el cual alcanzó una magnitud de 3.4 MLv (magnitud local) y el 7 de agosto a las 19h04 con una magnitud de 3.7 MLv, eventos que, de acuerdo a reportes recibidos, fueron sentidos en la zona. Esta actividad es una continuación de la sismicidad que se ha registrada este año desde el mes de marzo y que tuvo un descenso en junio, contabilizándose aproximadamente 176.000 eventos. Cabe mencionar que esta zona desde el primer trimestre del 2013 se han registrado enjambres sísmicos con elevados números de eventos sísmicos, la mayoría de magnitudes pequeñas. En ocasiones anteriores, estos enjambres han sido seguidos de sismos de mayor magnitud, por lo tanto, no se descarta la ocurrencia de sismos con magnitudes superiores a 5 Mw (magnitud momento) asociados a estos pulsos de alta actividad sísmica, tal como ocurrió el 25 de Julio de 2022 con un sismo de magnitud 5.6 Mw. Eventos con magnitudes moderadas como estas, pueden causar daños en viviendas e infraestructuras cercanas al epicentro.

Este nuevo incremento de la sismicidad implica un cambio en la tendencia de la actividad interna del volcán, catalogándose ésta como ascendente.

Sismicidad
El Complejo Volcánico Chiles – Cerro Negro (CVCCN), se encuentra ubicado en la frontera de Ecuador y Colombia, a 24 km al oeste de la ciudad de Tulcán y a 130 km al norte de la ciudad de Quito. Desde septiembre de 2013, la zona del Complejo Volcánico Chiles – Cerro Negro, junto con la zona de Potrerillos y Chalpatán han registrado una serie de enjambres sísmicos, dentro de los cuales sobresalen los eventos del 20 de octubre de 2014 el cual alcanzó una magnitud de 5.6 Mw (magnitud momento) y estuvo localizado en la zona del CVCCN; y el del 25 de julio del 2022 que alcanzó una magnitud de 5.6 Mw y se localizó en la zona de Potrerillos.

En el año 2023, el CVCCN registra un incremento de actividad desde el 10 de marzo de 2023. En la figura 1 se muestra el gráfico de barras con el número de eventos diarios, donde se aprecia que se superaron los 4000 eventos por día a inicios del enjambre de marzo. Este enjambre duró hasta inicios de junio de 2023, notándose que posteriormente se registró un descenso en el número de eventos hasta el 5 de agosto de 2023, fecha en la que se marca claramente el inició de un nuevo pulso de actividad, llegándose a registrar 3000 eventos en un día.

Esta sismicidad está caracterizada por sismos volcano-tectónicos (VT) que están relacionados con la fractura de rocas debido a las presiones internas del volcán, sin embargo, las redes de vigilancia sísmica de Ecuador y Colombia también han detectado la presencia de eventos de eventos de largo periodo (LP) y muy largo periodo (VLP), aunque en un número mucho menor, los cuales están relacionados al momento de fluidos dentro del sistema hidrotermal.

Figura 1. En el panel superior se muestra el gráfico de barras con el número diario de eventos registrados en el CVCCN desde el 1 de enero hasta el 7 de agosto de 2023 (14H30 TU).

Entre el 5 y 6 de agosto, con el sistema de procesamiento SeisComP5 se localizaron un total de 329 eventos. En la figura 2 se observa que la sismicidad se concentra en el flanco sur del volcán Chiles, a profundidades someras de entre 2 km bajo el nivel del mar y 1 km sobre el nivel del mar lo cual es similar a lo observado en los meses de marzo, abril y mayo de este año. Se han contabilizado un total de 10 eventos con magnitudes iguales o mayores a 2.5 MLv; de estos los sismos más grandes ocurrieron el 6 de agosto a las 00H04 (TL), con una magnitud de 3.4 ML y el 7 de agosto a las 19h04 con una magnitud de 3.7 MLv, eventos que, de acuerdo a reportes recibidos, fueron sentidos en la zona.

Figura 2. Mapa de localizaciones de los eventos de marzo y abril de 2023. Los triángulos rojos representan las estaciones sísmicas del IG-EPN y del Observatorio de Pasto en Colombia (OVP). Los círculos negros representan la sismicidad registrada entre el 5 y 6 de agosto de 2023 y los círculos morados representan los eventos con magnitudes => 2.5MLv.

Los eventos asociados al movimiento de fluidos estarían representando actividad a nivel hidrotermal, sin que esto implique la posibilidad de una erupción en el corto y mediano plazo.

Adicionalmente, no se descarta la probabilidad de que dentro de estos enjambres sísmicos se registren eventos con magnitudes superiores a 5 Mw, los cuales dependiendo de la distancia al epicentro pueden generar daños en viviendas e infraestructura, sobre todo en aquellas que ya han sido afectadas por sismos pasados.

El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional continuará dando seguimiento a la evolución de este nuevo enjambre sísmico y comunicará la información relevante sobre esta actividad.

Conclusiones

• Desde el 5 de agosto de 2023 las estaciones de la red de vigilancia sísmica de Ecuador y Colombia registran un nuevo enjambre sísmico en el complejo volcánico Chiles – Cerro Negro, marcando nuevamente una tendencia ascendente.
• La actividad se encuentra caracterizada por eventos de fractura (VT), los cuales superan los 3000 eventos por día, sin embargo, estos sismos son de magnitudes generalmente menores a 2.5 MLv. Dos sismos han superado esta magnitud alcanzado 3.4 y 3.7 MLv.
• La sismicidad se concentra en el flanco sur del V. Chiles a profundidades someras.

Recomendaciones

• • Los fenómenos naturales como erupciones volcánicas no se pueden predecir, por lo que la vigilancia instrumental permanente en un volcán es la mejor manera en la que se puede conocer sobre la evolución de la actividad volcánica. Se recomienda mantenerse informados a través de las fuentes oficiales a cargo de esta labor.
• • Los campos fumarólicos de Aguas Hediondas y El Hondón poseen altas temperaturas, elevada toxicidad y potencialmente se podrían producir explosiones freáticas (salida abrupta de vapor de agua). Estos fenómenos son súbitos e impredecibles. Por ello y para evitar accidentes graves, e incluso fatales, se recomienda respetar la restricción de acceso existente a acercarse a los puntos de emisión de las aguas termales. Para más información del fenómeno, consultar el enlace a continuación: https://www.igepn.edu.ec/publicaciones-para-la-comunidad/comunidad-espanol/21957-fluidos-volcanicos-aguas-termales-y-gas/file.
• • Dentro de los enjambres anteriores del CVCCN se han registrado sismo con magnitudes mayores o iguales a 5 Mw, los cuales han generado daños en viviendas e infraestructura cercanas al epicentro. Bajo las condiciones actuales no se descarta la ocurrencia de estos eventos con magnitudes superiores como ya se han registrado en el pasado. Es recomendable entonces revisar las edificaciones vulnerables ante la posibilidad de ocurrencia de nuevos sismos de mayor magnitud 5.
• • Con el fin de alimentar los planes de respuesta ante posible erupción del CVCCN se recomienda a las autoridades de la protección civil y administración de gestión de riesgos tomar en consideración la información cartográfica correspondiente a los peligros o amenazas volcánicas asociadas para la definición y difusión de zonas seguras y exclusión de zonas potencialmente peligrosas.

Elaborado por:
A. Córdova, S. Hidalgo, M. Segovia y M. Ruiz
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Desde principios de 1877, el Cotopaxi había empezado nuevamente a presentar emisiones de ceniza y explosiones de tamaño pequeño a moderado. Para junio del mismo año, la actividad se había incrementado notablemente, tanto así que el día 26 se produjo una fase eruptiva de magnitud suficiente para formar flujos piroclásticos y en consecuencia lahares primarios.

Figura 1.- Emisión de Gases del Volcán Cotopaxi, captada desde un sobrevuelo de monitoreo el 27 de octubre de 2022 (Foto: M. Almeida).

Las crónicas de los hechos ocurridos en ese día, realizadas por Luis Sodiro (1877) y Teodoro Wolf (1878), hablan de “derrames de lavas” que se desbordaron desde el cráter del Cotopaxi. Sin embargo, el fenómeno que ambos autores describen no corresponde a “flujos de lava”, sino más bien a “flujos piroclásticos”. Este tipo de confusión de términos es común en las descripciones antiguas, pero en base a la descripción en los relatos y los depósitos producidos durante este evento se logra una adecuada desambiguación. Wolf explica también que los “flujos piroclásticos” fueron derramados en un intervalo de tiempo de entre 15-30 minutos, enfatiza además que el fenómeno tuvo lugar de forma violenta, con una “gran ebullición de las masas que rápidamente cubrieron todo el cono del Cotopaxi”.

Aunque los flujos piroclásticos fueron importantes, el fenómeno más remarcable de todos los sucedidos el 26 de junio de 1877 corresponde a los lahares primarios (flujos de lodo y escombros) que descendieron por los ríos Pita, Cutuchi y Tamboyaku, sobre todo por la gran destrucción que provocaron a lo largo de los tres drenajes principales del volcán. Ambos autores concluyeron que el origen de los “gigantescos lahares” fue el súbito y extenso derretimiento que sufrió parte del glaciar del Cotopaxi al tomar contacto con los “flujos piroclásticos”.

Figura 2.- Volcán Cotopaxi visto desde la Parroquia de Mulaló en 1872 (Pintura: Rafael Troya).

Lo más destacable de este evento es que en la mayoría de los casos, los lahares fueron tan caudalosos que rebosaron fácilmente los cauces naturales de los ríos, provocando extensas inundaciones de lodo y destrucción en las zonas aledañas. Según Wolf, los lahares tuvieron velocidades tales que se tardaron algo más de media hora en llegar a Latacunga, poco menos de 1 hora en llegar el Valle de los Chillos, cerca de tres horas en llegar a la zona de Baños (Tungurahua) y cerca de 18 horas en llegar a la desembocadura del río Esmeraldas en el océano Pacífico. Asombrado, Sodiro escribió que los lahares fluían con gran ímpetu “sin que nada pudiese […] oponer algún dique a su curso destructor, ni siquiera presentarle la más mínima resistencia”.

Finalmente, como en todas sus erupciones, el Cotopaxi también produjo una importante lluvia de ceniza el 26 de junio de 1877. Este fenómeno ocurrió principalmente en las zonas que se encuentran al occidente y nor-occidente del volcán, debido a la dirección predominante de los vientos. Una de las poblaciones más afectadas por la lluvia de ceniza ese día fue Machachi, donde se depositó una capa de casi 2 cm de espesor. En Quito la acumulación llegó a los 6 mm, siendo menor en Latacunga y ausente al sur de Ambato (Sodiro, 1877). Más hacia el occidente, en las estribaciones de la Cordillera Occidental y en la Costa ecuatoriana, la caída de ceniza parece haber sido muy extensa y haber durado por varios días.

La erupción del 26 de junio de 1877 puede ser considerada como la “erupción típica” del Cotopaxi en cuanto tiene que ver con los fenómenos volcánicos ocurridos. Sin embargo, los estudios geológicos y volcanológicos del Cotopaxi indican que este volcán es incluso capaz de dar lugar a eventos de mayor tamaño.

Figura 3.- Infografía, el mapa de amenazas del volcán Cotopaxi.

Actualmente estamos atravesando un nuevo proceso eruptivo del volcán Cotopaxi el cual empezó a el 22 de octubre de 2022. El proceso es de baja magnitud, pero ha puesto en alerta a todos recordándonos lo peligroso que puede llegar a ser en caso de registrarse una erupción de gran magnitud. Los mapas de amenaza actuales han sido construidos considerando un escenario análogo al de la erupción de 1877, pensando en que este escenario es un “máximo probable” de ocurrir.

Al día de hoy, la actividad del Cotopaxi es catalogada como Superficial Moderada con Tendencia Descendente e Interna Moderada con Tendencia Descendente y si bien por ahora no existen señales de que una erupción grande se aproxime, la historia eruptiva del volcán sugiere que lo más probable es que veamos una erupción grande en los próximos años o décadas.

Lo más importante es permanecer informados ¿Sabes dónde está tu casa? ¿Tu lugar de trabajo? ¿La escuela de tus niños? Conoce y explora el Mapa de peligros:

• El mapa interactivo de Amenazas Volcánicas:
  https://www.igepn.edu.ec/mapas/amenaza-volcanica/mapa-volcan-cotopaxi.html
• El mapa de la Secretaría de Gestión de Riesgos (SGR) con información de sitios seguros y sirenas:
  https://alertasecuador.gob.ec/
• Link para descargar los mapas de Amenaza Volcánica en formato PDF:
  https://www.igepn.edu.ec/cotopaxi-mapa-de-amenza-volcanica

D. Sierra, S. Hidalgo
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

Pulso eruptivo del volcán Sangay y caída de ceniza

Emisión de gases y ceniza observada por el satélite GOES-16 la madrugada de hoy 02h40 TL.

Resumen
A partir de las 22h00 tiempo local (TL) del 20 de abril de 2023, las estaciones sísmicas de la RENSIG detectaron tremor de emisión correspondiente a un pulso eruptivo del volcán Sangay. Esta señal alcanzó tres picos de actividad, un primer pico a las 23h16 TL, un segundo -más fuerte que el anterior- a las 00h52 TL y un último pico de menor intensidad a las 02h50 TL. Luego la actividad bajó gradualmente hasta desaparecer cerca de las 04h00 TL del 21 de abril de 2023, lo cual indica una duración total del evento de cerca de 6 horas. Posteriormente, a las 11h50 TL se observa otro pulso de actividad, pero menor que los anteriores. Las columnas de ceniza correspondientes a esta erupción alcanzaron alturas de hasta 9 km sobre el nivel de la cumbre (14,3 km snm) y por la dirección de los vientos hacia el occidente han provocado caída de ceniza leve a moderada en las provincias de Chimborazo (cantones Guamote y Pallatanga), Bolívar (cantón Chillanes), Los Ríos (cantones Montalvo, Babahoyo y Baba) y Guayas (cantones Salitre, Bucay, Juján, Simón Bolívar). Este pulso eruptivo es de menor intensidad comparado con los pulsos eruptivos de septiembre 2020 y marzo 2021. En base a los datos compilados hasta el momento, se estima que su índice de explosividad volcánica (VEI, por sus siglas en inglés) fue de 2 en la escala que va de 0 a 8 (Newhall y Self, 1982); lo que lo clasifica como una erupción pequeña. Es importante recordar que estos eventos son comunes en el volcán Sangay y que los principales fenómenos que puede afectar a la ciudadanía son la caída de ceniza y lahares secundarios en caso de que ocurran lluvias fuertes en la zona alta del volcán. El IG-EPN se mantiene en vigilancia permanente e informará oportunamente en caso de detectar cambios en los parámetros de monitoreo del volcán Sangay.

Anexo técnico-científico
Sismicidad
Durante la noche del jueves 20 y la mañana del viernes 21 de abril de 2023, estaciones distales, ubicadas a más de 50 km con respecto al volcán Sangay, registraron episodios de tremor asociados a la emisión de columnas de ceniza. Este tremor alcanzó un primer pico a las 23h16 TL, un segundo pico más fuerte, a las 00h52 TL y un tercer pico de menor intensidad, a las 02h50 TL. El evento duró aproximadamente 6 horas (Figura 1). Posteriormente se registró otro evento puntual a las 11h50 TL.

Figura 1. Amplitudes de las señales sísmicas de la erupción del 20 y 21 de abril de 2023 en el Sangay, registradas en 3 estaciones regionales (lejanas al volcán: distancia mayor a 50 km). Las amplitudes son adimensionales (unidades en cuentas), y capturan la ocurrencia de 3 pulsos distintos, con picos que ocurren a las: 23h16, 00h52 y 02h50 tiempo local (TL).

Nubes de ceniza y caídas de ceniza
En imágenes satelitales de GOES-16, el 20 de abril de 2023 desde las 23h00 se observó una primera nube de gas y ceniza que alcanzó una altura máxima de 9 km sobre la cumbre a las 23h30 (14,3 km sobre el nivel del mar) y duró hasta las 00h10 TL del 21 de abril, dirigiéndose hacia el occidente. Una segunda nube de gas y ceniza se formó a partir de las 00h30 TL, alcanzando también 9 km sobre la cumbre y disminuyó gradualmente a partir de la 01h00 TL. Posteriormente, una nube de gas y ceniza de menor altura se formó a partir de las 02h50 TL y disminuyó hasta disiparse a las 04h00 TL. Estas nubes de vapor, gas y ceniza alcanzaron hasta 170 km de distancia al occidente del volcán, causando caídas de ceniza leves a moderadas en las provincias de Chimborazo (cantones Guamote y Pallatanga), Bolívar (cantón Chillanes), Los Ríos (cantones Montalvo, Babahoyo y Baba), y Guayas (cantones Salitre, Bucay, Jujan, Simón Bolívar) (Figs. 2 y 3).

Figura 2. Resultado de la simulación de caída de ceniza de Ash3D basada en la observación de las erupciones de la noche del 20 y madrugada del 21 de abril 2023 (altura de 9 km sobre la cumbre, duración de 2,5 horas y un volumen de 0,0024 km3). Los polígonos indican el espesor de la caída de ceniza según la simulación en milímetros. Las figuras negras indican las localidades desde las cuales se reportó caída de ceniza.

Figura 3. Fotos enviadas por integrantes de la Red de Observadores Volcánicos (ROVE). Sobre las consecuencias de la caída de ceniza, el día de hoy 21 de abril 2023.

Adicionalmente, desde las 11h50 TL hasta las 14h10 TL del 21 de abril, se observó otra emisión de gas y ceniza en imágenes satelitales. Ésta también se dirige hacia el occidente y es de similar altura que las emisiones anteriores (entre 8 y 9 km sobre la cumbre). Dicha actividad podría causar nuevamente caída de ceniza leve a moderada en las provincias de Chimborazo, Bolívar y Los Ríos.

Pronósticos a corto plazo de la actividad del volcán Sangay

Nota de descargo: Los pronósticos a corto plazo se definen en función de la evolución de la actividad reciente del volcán Sangay 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 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.

1. Más probable: continúa la actividad eruptiva. En este escenario se espera la ocurrencia de nuevas columnas eruptivas de gas y ceniza que pueden alcanzar hasta 9 km sobre el nivel de la cumbre; similares a las registradas en la noche del 20 de abril y en la madrugada y tarde del 21 de abril. Las emisiones pueden provocar caída de ceniza leve a moderada a nivel provincial (principalmente en Chimborazo, Bolívar, Los Ríos y Guayas), dependiendo de la dirección y velocidad del viento. Lahares secundarios pueden formarse por la removilización de la ceniza recién depositada debido a fuertes lluvias en las zonas altas del volcán, principalmente hacia el río Upano.
2. Menos probable: disminución gradual de la actividad con columnas eruptivas de altura entre 2-6 km sobre la cumbre y caídas de ceniza a nivel cantonal (principalmente en la provincia de Chimborazo), dependiendo de la dirección y velocidad del viento.
3. Muy poco probable: aumento rápido y significativo de la actividad interna y superficial del volcán con columnas eruptivas altas (>10 km sobre la cumbre) y caídas de ceniza a nivel provincial, flujos piroclásticos y lahares principalmente hacia el río Upano.

Recomendaciones generales
Dado que el volcán Sangay se encuentra en una zona remota los principales fenómenos que puede causar afectación a la población son: la caída de ceniza y lahares secundarios. Por esta razón el IG-EPN recomienda: en caso de estar en la zona de caída de ceniza protegerse con mascarilla, gafas de protección y limitar su exposición (más información: http://www.ivhhn.org/es/ash-protection). En caso de ocurrir lluvias fuertes en la zona alta del volcán pueden formarse lahares que descienden por los ríos que nacen en el volcán, principalmente el río Upano que pudiesen afectar la carretera Puyo-Macas, por ello se recomienda vigilar el caudal del río y evitar estar en las cercanías de los mismos.

Mantenerse informado de la evolución de la actividad eruptiva en la página web del Instituto Geofísico y en sus redes sociales Twitter, Facebook y Telegram. Seguir las recomendaciones de las autoridades de gestión de riesgos (SGR y GADs).

El IG-EPN se mantiene atento a la evolución de la actividad en el volcán Sangay e informará oportunamente en caso de detectar cambios en los parámetros de vigilancia.

Elaborado por: B. Bernard, F.J. Vasconez, A. Vásconez, S. Hernández, S. Hidalgo, D. Sierra, S. Aguaiza.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Aumento en los parámetros de vigilancia en el Complejo Volcánico Chiles – Cerro Negro

Resumen
Desde el 9 de marzo de 2023 se registra un nuevo incremento en la actividad sísmica del Complejo Volcánico Chiles – Cerro Negro (CV-CCN). Esta actividad está caracterizada por un enjambre de sismos de tipo volcano-tectónico los cuales se asocian a la fractura de rocas en el interior del volcán. Hasta el momento se ha registrado más de 63.000 eventos y el nivel de actividad interna ha sido catalogada como alta. A la fecha del presente informe, el sismo de mayor magnitud ocurrió el 01 de abril de 2023 a las 11H11 (TL), el cual alcanzó una magnitud de 3.7 MLv. Es importante indicar que en episodios anteriores se registró actividad sísmica simultánea en las zonas vecinas de Potrerillos y Chalpatán, regiones en las que se ha identificado fallas activas. En estas zonas se han registrado eventos con magnitudes superiores a 5 Mw en 2014 y en 2022 los cuales causaron daños en viviendas e infraestructura cercanas a los epicentros.

Los epicentros de este enjambre sísmico coinciden con el flanco sur del Chiles, zona donde se observa deformación superficial, otro parámetro de vigilancia que muestra tasas de cambio cada vez mayores en las estaciones cercanas durante las últimas semanas. En base a esto, se puede inferir que su causa es un proceso intrusivo reciente. Además, los resultados de la última campaña (20 – 22 marzo, 2023), realizada en varias fuentes termales cercanas al CV-CCN también muestra valores altos de concentración de los gases CO2 y H2S, lo que implica una perturbación del sistema hidrotermal, que, de intensificarse, podría producir explosiones freáticas. El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional comunicará oportunamente cualquier cambio relevante en el nivel de actividad del complejo volcánico Chiles – Cerro Negro.

Antecedentes
El Complejo Volcánico Chiles – Cerro Negro (CV-CCN) está compuesto por dos estratovolcanes considerados “Potencialmente Activos”, ubicados en la frontera entre Ecuador y Colombia, a 24 km al oeste de la ciudad de Tulcán, a 130 km al norte de la ciudad de Quito y 90 km de la ciudad de Pasto, departamento de Nariño (Colombia). Desde el año 2013, la zona ha registrado una serie de enjambres sísmicos, dentro de los cuales sobresalen el evento del 20 de octubre de 2014, el cual alcanzó una magnitud de 5.6 Mw (magnitud momento) y el del 25 de julio del 2022 que alcanzó una magnitud de 5.6 Mw. La compleja interacción entre el sistema magmático del CV-CCN, las fallas tectónicas regionales del sistema “El Angel” y el sistema hidrotermal juegan un papel crucial para las interpretaciones de los procesos que ocurren en esta zona.

Dada su localización en la zona fronteriza, perteneciente a la provincia del Carchi – Ecuador y al departamento de Nariño – Colombia, el CV-CCN es vigilado de manera conjunta por el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) y el Servicio Geológico Colombiano (SGC) a través del Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Pasto (OVSP) (Figura 1).

Figura 1. Localización de estaciones telemétricas (sismómetros, inclinómetros y cGPS) además de los sitios de muestreo en fuentes termales para la vigilancia volcánica del CVCCN a cargo del IG-EPN y el OVP. La línea segmentada amarilla representa la frontera entre Ecuador y Colombia.

Sismicidad
A partir del 9 de marzo de 2023 se incrementaron los registros de eventos sísmicos, fundamentalmente relacionados con procesos de fractura. En la Figura 2 se muestra el número diario de estos sismos desde inicios del mes de marzo de 2023. Se aprecia la tendencia ascendente de la actividad llegando a superar los 4000 eventos el 12 de marzo. Estos sismos volcano-tectónicos (VT´s) son resultado de la fractura de rocas debido a las presiones internas, posiblemente causadas por un proceso intrusivo (i.e. ingreso de magma) bajo el complejo volcánico.

Además, en la última semana de febrero y en la última de marzo se ha detectado varios eventos de largo periodo (LP’s) y de muy largo periodo (VLP’s), que están relacionados al movimiento de fluidos. Dichos fluidos pueden estar asociados tanto al magma en intrusión, como ser consecuencia de la interacción de éste con el sistema hidrotermal.

Figura 2.- Gráfico de barras con el número diario de eventos registrados en el CV-CCN desde el 1 de marzo hasta el 10 de abril de 2023.

La Figura 3 muestra la forma de onda y el espectrograma de un evento de muy largo período que ocurrió el día 23 de febrero a la 01h23 (TL), el cual alcanzó una magnitud de 2.5 MLv. El espectrograma de dicho evento en la estación CHL1 muestra un contenido importante de bajas frecuencias, con un pico máximo en 0.3 Hz. Este evento fue localizado en el flanco sur del volcán Chiles.

Figura 3. En el panel superior se muestra la forma de onda del sismo del 23/02/2023 01h23 (TL), de magnitud 2.5MLv registrada en la estación CHL1. En el panel inferior se muestra el espectrograma del evento.

Por otra parte, con el sistema de procesamiento SeisComP5 se localizó un total de 4061 eventos desde el 1 de marzo del 2023 hasta el 12 de abril de 2023. La Figura 4 muestra los eventos de fractura localizados y con magnitudes mayores o iguales a 2.0 MLv. Se observa que las localizaciones se concentran en el flanco sur del volcán Chiles a profundidades entre 5 km bajo el nivel del mar y 1 km sobre el nivel del mar (10 y 4 km bajo la cumbre respectivamente).

Figura 4. Mapa de localizaciones de sismos de fractura (VT's) entre el 1 de marzo y el 14 de abril de 2023. Los triángulos de color rojo representan las estaciones de vigilancia sísmica del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (Ecuador) y el Observatorio Sismológico y Vulcanológico de Pasto (Colombia).

Dentro de este período, el sismo de fractura de mayor magnitud ocurrió el 1 de abril de 2023 a las 23h11 (TL) y alcanzó una magnitud de 3.7 MLv (magnitud local en vertical). Este evento fue sentido por pobladores de sectores aledaños a la zona del CV-CCN. La Figura 5 muestra la forma de onda y el espectrograma del sismo, con contenido espectral muy distinto del VLP del 23 de febrero de 2023.

Figura 5. En el panel superior se muestra la forma de onda en la estación CHL1 del sismo del 01/04/2023 23h11 (TL), de magnitud 3.7MLv y en el panel inferior se muestra es espectrograma del evento.

En la Figura 6A se observa la evolución temporal de todos los eventos catalogados en la zona con magnitudes iguales o mayores a 2.0 MLv desde marzo del presente año. La Figura 6B muestra la evolución de la magnitud media de sismos localizados tipo VT desde 2014 y es una medida de liberación de energía debido a los esfuerzos internos. El valor más alto se obtuvo el 2 de mayo de 2014, sin embargo, el 9 de marzo del presente año se obtuvo el segundo valor más alto. Ambos casos pueden interpretarse como efectos de procesos intrusivos de magma. Esta Figura es una evidencia indirecta de lo variables que son los esfuerzos bajo el edificio del complejo volcánico. También se evidencia que, a partir del 9 de marzo del presente año, las magnitudes medias tienden a descender a niveles previos.

Figura 6. Magnitud de eventos en el Complejo Volcánico Chiles-Cerro Negro. 6A: Evolución de magnitudes mayores a 2 desde 01 de marzo 2023, correspondiendo a las localizaciones mostradas en Figura 4. 6B: Magnitud media de eventos de fractura (VT) en el CVCCN desde 2014. Los valores medios son ponderados a partir de muestras de 100 eventos, y solapados 99. El ancho de cada intervalo representa la mínima variación para un cambio significativo en la magnitud media.

Geodesia
De acuerdo con los resultados de interferometría (InSAR) que se presentan en el mapa de velocidades de la Figura 7, se ha podido detectar un patrón de deformación que se extiende por el norte desde el volcán Chiles, hasta la caldera de Potrerillos en su parte sur, dentro de la Reserva Ecológica "El Ángel" en la provincia del Carchi. Por las características y la geometría de la deformación, ésta se interpreta como inflación. El mayor cambio de volumen al interior del sistema volcánico se concentra en 2 zonas principales: en el sector de Lagunas Verdes en la parte sur del volcán Chiles y en la caldera de Potrerillos (ambas zonas representadas en color naranja - rojo). Las velocidades registradas en dirección vertical para dichas zonas superan en promedio los 60 mm por año entre enero de 2022 y marzo de 2023.

Figura 7. Mapa de velocidades, obtenido en base a Interferometría por Radar de Apertura Sintética (InSAR), del complejo volcánico Chiles – Cerro Negro, así como de las calderas de Potrerillos y Chalpatán. Representa la deformación detectada en dirección vertical durante el periodo entre enero de 2022 a marzo de 2023, de acuerdo con la escala presente en la parte inferior izquierda del mapa.

Las series temporales de las bases de posicionamiento cGPS (Figura 8) evidencian que el complejo volcánico se mostró mayormente estable durante todo el año 2021. Entre abril y mayo del 2022, las bases registraron el inicio de un episodio de inflación que duraría hasta noviembre de ese mismo año. La velocidad de la deformación observada durante aquel episodio en la base CHLW (ubicada al suroccidente del volcán Chiles) fue de aproximadamente 90 mm/año (entre 3 y 4 veces superior en comparación a la velocidad media registrada durante los años de 2014 a 2021). Posteriormente, entre diciembre del año anterior y febrero del presente año, se observa un descenso en la velocidad de la deformación.

Figura 8. Series temporales de las posiciones relativas, registradas por las bases de posicionamiento cGPS del complejo volcánico Chiles – Cerro Negro. Los cambios diarios en la posición relativa (desplazamientos) representan la evolución de la deformación en un punto específico en los flancos del complejo volcánico, durante el periodo entre enero de 2021 a marzo de 2023.

El más reciente período de inflación inició a finales de febrero de este año, alcanzando su valor máximo a mediados del mes de marzo. En esta ocasión, la base CHLW registra un desplazamiento vertical entre 25 y 30 mm en un período aproximado de un mes, lo que corresponde a una velocidad cercana entre los 300 y 360 mm/año; es decir que, la tasa de ascenso en este período es de al menos 10 veces más rápida en comparación a la tasa registrada durante 2014 a 2021. En las últimas semanas del mes de marzo de 2023 se observa nuevamente un cambio de patrón con tendencia descendente.

Geoquímica
Desde el año 2014 se lleva a cabo la medición de parámetros fisicoquímicos, muestreo para análisis de especies mayoritarias en agua y medición de razones de especies gaseosas mayoritarias en las fuentes termales cercanas al CV-CCN. Tras el inicio de la agitación sísmica de marzo, los técnicos del IG-EPN visitaron las zonas de: Aguas Negras, Aguas Hediondas, el Hondón, Artesón, Lagunas Verdes y La Ecuatoriana (Figura 9), con la finalidad de corroborar la existencia de cambios en la actividad superficial. Dichos trabajos se llevaron a cabo entre el 20 al 22 de marzo de 2023.

Figura 9. Medición de parámetros fisicoquímicos en las zonas de Aguas Negras (izquierda) y El Hondón (derecha). Campaña del 20 al 22 de marzo de 2023 (Fotos: M. Almeida/ IG-EPN).

En cuanto a las manifestaciones termales inspeccionadas, no se observó cambios importantes, a excepción de un descenso en las razones gaseosas de CO2/H2S en las zonas de Aguas Hediondas, Aguas Negras y Lagunas Verdes (Figura 10). Esto puede traducirse como un incremento en la emisión de H₂S, gas fácilmente perceptible por su olor similar al de huevos podridos, que estuvo presente en las zonas antes mencionadas. En ninguna de las fuentes se detectó la presencia de SO₂, siendo ésta la especie gaseosa de origen magmático.

El incremento de H₂S se reflejó también en la saturación de los equipos de medición durante esta campaña, existiendo una concentración ambiental de más de 120 ppm de H₂S en las surgentes de gas en los sitios antes mencionados. Así mismo se detectaron concentraciones bastante altas de CO₂, llegando a las 1350 ppm en Aguas Hediondas, 2900ppm en Aguas Negras, 5600ppm en el Hondón y más de 30 000 ppm en Lagunas Verdes. Se presume que las altas emisiones de gas se deben a la agitación provocada en el sistema hidrotermal por la sismicidad persistente en la zona.

Figura 10. Medición de razones con instrumento multiGAS en la zona de Lagunas Verdes, 20/03/2023 (Fotos: D. Sierra/ IG-EPN). Se aprecia claramente que el nivel de agua en las Lagunas Verdes se ha recuperado después del abrupto descenso que se observó en agosto 2022.

Conclusiones

• Al momento de emisión de este informe el nivel de actividad interna en el CV-CCN se considera como alta y el nivel de la actividad superficial es muy baja.
• Los eventos sísmicos asociados al movimiento de fluidos podrían representar una perturbación del sistema hidrotermal, sin que esto sugiera una erupción en el corto plazo.
• Desde el 09 de marzo de 2023, las estaciones de la red de vigilancia sísmica registran un nuevo enjambre de eventos en el complejo volcánico Chiles – Cerro Negro, dominado principalmente por eventos de fractura, superando los 4000 eventos por día (12/03/2023). Actualmente la tasa de sismos se mantiene en alrededor de 1000 eventos al día. El evento de mayor magnitud ocurrió el 01 de abril de 2023 y alcanzó una magnitud de 3.7 MLv. No se descarta la ocurrencia de eventos con magnitudes similares y/o superiores, como ya se han registrado en el pasado, y que pudieran ser sentidos en las poblaciones cercanas.
• La sismicidad se concentra principalmente en el flanco sur del volcán Chiles a profundidades cercanas al nivel del mar. Esta zona es aproximadamente coincidente con la zona de deformación más cercana al volcán.
• Las zonas con mayor deformación cubren una extensa área que abarca desde la parte sur del volcán Chiles hasta la parte sur de la caldera de Potrerillos (sector de las lagunas del Voladero). 
• El sector de Lagunas Verdes, al sur del volcán Chiles, presenta episodios de deformación con velocidades cada vez mayores durante períodos de tiempo cada vez más cortos.
• En la campaña de medición de gases más reciente (20 – 22 de marzo) se ha observado incrementos en las concentraciones de H₂S y CO₂ en las zonas de Aguas Hediondas, Aguas Negras y Lagunas Verdes, posiblemente causadas por la agitación sísmica reciente. No se ha observado cambios relevantes en la zona del balneario de Aguas Hediondas.

Pronósticos a corto plazo de la actividad del Complejo Volcánico Chiles – Cerro Negro

Nota de descargo: Los pronósticos a corto plazo (días a semanas) se definen en función de la evolución de la actividad reciente del CVCCN y presentan los principales fenómenos susceptibles de producirse. El grupo técnico científico del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) y el Servicio Geológico Colombiano (SGC) a través del Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Pasto (OVSP) actualizan periódicamente estos pronósticos para un período 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 complejo volcánico Chiles Cerro Negro

1. Más probable: La actividad sísmica vaya disminuyendo progresivamente, finalizando el presente enjambre sísmico.
2. Menos probable: El enjambre sísmico se prolonga en el tiempo, más que en episodios anteriores (2014, 2022), con ocurrencia ocasional de sismos de magnitud 3 o superior, que podrían ser sentidos por las poblaciones cercanas.
3. Muy poco probable: Los parámetros de vigilancia muestran mayor sismicidad superficial asociada al movimiento de fluidos, cuya tendencia se incrementa hasta desencadenar un episodio eruptivo, que inicialmente puede ser de tipo freático (explosiones de vapor de agua/hidrotermales) y/o evolucionar paulatinamente a una actividad de tipo freato-magmática (emisiones de columnas de ceniza, flujos de lava).

En ninguno de los anteriores pronósticos se descarta la posibilidad de que sismos de tamaño moderado (magnitud > 5.0) ocurran, como por ejemplo el de julio 2022.

Recomendaciones

• La ocurrencia de sismos mayores a 5 Mw puede generar inestabilidad en laderas, deslizamientos, en zonas propensas a movimientos en masa como por ejemplo el sector de Lagunas Verdes, por lo que se recomienda tomar medidas preventivas frente a este tipo de fenómenos. También pueden ocurrir daños estructurales en edificaciones cercanas, por lo que se recomienda revisar su grado de vulnerabilidad de las viviendas e infraestructuras.
• Mantenerse alejados de las surgentes de agua, asociadas a las fuentes termales descritas en el informe (Aguas Hediondas, Aguas Negras Lagunas Verdes y El Hondón) pues cambios en las tasas de emisión o composición de los gases pueden ser perjudiciales para la salud. Además, por ser zonas inestables y con altas temperaturas pudieran representar un riesgo para la integridad física de las personas. Adicionalmente, en casos extremos pudieran ocurrir explosiones freáticas. Estos fenómenos son súbitos e impredecibles.
• Los fenómenos naturales como erupciones volcánicas no se pueden predecir, por lo que la vigilancia instrumental permanente es la mejor manera en la que se puede conocer la evolución de la actividad volcánica. Se recomienda mantenerse informados a través de las fuentes oficiales, consultar la información cartográfica correspondiente a los peligros o amenazas volcánicas asociadas para la definición y difusión de zonas seguras y exclusión de zonas potencialmente peligrosas.

A. Córdova, D. Sierra, M. Almeida, P. Mothes, M. Yépez, S. Hidalgo, D. Pacheco, P. Palacios, S. Hernández.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Antecedentes

El Complejo Volcánico Chiles Cerro Negro, se localiza en los dominios de la Cordillera Occidental, provincia de Carchi - Ecuador y departamento de Nariño - Colombia. El complejo volcánico ha sido catalogado como “Potencialmente Activo” según el Mapa de Volcanismo Plio-cuaternario de Bernard y Andrade (2011). Pese a que no existe evidencia de actividad eruptiva explosiva importante en los últimos 6000 años (Santamaría et al., 2017), se tiene descripciones de actividad superficial de tipo fumarólica y de sismos asociados con su actividad en los últimos dos siglos (Monsalve y Laverde, 2014).

Desde 2013, en la zona aledaña al Complejo Volcánico Chiles - Cerro Negro (CV-CCN) empezó a registrarse una serie de eventos sísmicos que fueron incrementando en frecuencia y magnitud desencadenando una crisis con sismos sentidos por los residentes de las poblaciones de Chiles en Colombia y Tufiño en Ecuador.  La sismicidad alcanzó su punto máximo el 20 de octubre de 2014 con la ocurrencia de un sismo de magnitud 5.9 y un número de más de 6000 sismos volcano-tectónicos (VT) por día (IGEPN, 2014a, 2014b). Desde entonces, se han venido registrando varios enjambres de sismos en la zona, incluyendo varios eventos sentidos. Más recientemente, el 25 de Julio de 2022 un sismo de magnitud 5.6 Mw sacudió la zona de influencia del CV-CCN causando importantes daños en la zona de El Ángel y San Gabriel (IGEPN, 2022). Desde entonces la actividad ha decrecido regresando a niveles considerados como “normales” para esta zona.

Figura 1.- Ubicación de las principales fuentes termales del Complejo Volcánico Chiles- Cerro Negro. (Tomado de: Sierra, 2022).

La compleja interacción entre el sistema magmático del CV-CCN, las fallas tectónicas regionales de El Ángel y el sistema hidrotermal (que solamente del lado ecuatoriano cuenta con más de 10 manifestaciones superficiales; Figura 1) juegan un papel crucial para las interpretaciones de los procesos que ocurren en esta zona (IGEPN, 2022).

Reporte de los trabajos efectuados

Los días 21 y 22 de septiembre de 2022, un equipo conformado por técnicos del IG-EPN realizó trabajos de monitoreo en las fuentes termales asociadas al complejo volcánico Chiles- Cerro Negro. Dichos trabajos consistieron en: muestreo de aguas para determinación de componentes mayoritarios, medición de parámetros físico-químicos y la determinación de especies gaseosas mayoritarias usando la técnica multiGAS (Aiuppa et al., 2004; Shinohara, 2005). Las fuentes visitadas durante esta campaña fueron: El Hondón, Aguas Hediondas, Lagunas Verdes, El Artezón, Aguas Negras, Potrerillos, Montelodo y La Ecuatoriana (Figura 1).

Para el presente reporte se tomará en cuenta solo aquellas fuentes en las que se hayan presentado comportamientos inusuales durante este último período de recolección de datos 2019-2022.

El Hondón

Luego de la visita realizada en julio de 2022, se ha podido evidenciar una aparente estabilidad en cuanto a la actividad superficial de la zona (Figura 2). Tanto el número de fuentes como el de las grietas se ha mantenido sin cambios importantes. El comportamiento de la fuente es similar al observado en visitas anteriores, se caracteriza por la ocurrencia de varias “surgentes” de agua en ebullición, que presentan temperaturas de 79 - 84°C (siendo esta última la temperatura de ebullición del agua esperable a la altura de esta fuente (3650 msnm).

En este sitio se obtuvieron datos continuos de medición de concentración de gas. Se posicionó al equipo MultiGAS en dirección de la columna de gas emitida por las fuentes activas. Cabe destacarse que a diferencia de otras veces, en esta ocasión no fue posible percibir olor a huevos podridos (característico de la emisión de H₂S). La concentración de CO₂ en este campo llegó a un máximo de 1649 ppm. Este valor está dentro de los parámetros analizados previamente en este sitio, sin embargo, no se puede descartar que puedan existir emisiones pulsátiles con mayores concentraciones del gas, sin que éstas puedan ser anticipadas.

Figura 2.- Actividades de muestreo, medición de parámetros físico-químicos y mediciones multiGAS en el campo termal de El Hondón. En la imagen se puede apreciar la continua emisión de vapor de agua, que contiene también bajas cantidades de dióxido de carbono (CO₂).  (M Almeida, IGEPN– 22 de septiembre de 2022).

Aguas Hediondas:

En la zona de Aguas Hediondas, se posicionó el equipo MultiGAS a una distancia prudente del sitio de emisión (Fig. 2), sin embargo, se podía percibir que la concentración de los gases era sumamente elevada, con lo cual el equipo se saturó para el H₂S en varias ocasiones. Los valores de concentración para el CO₂ también fueron bastante elevados (alcanzando hasta 7735 ppm), pero ligeramente inferiores a los valores obtenidos con el mismo equipo en campañas anteriores (ej. 8780 ppm en Julio 2022).

Figura 3. Medición de concentración de gas utilizando MultiGAS en Aguas Hediondas/ Medición de parámetros físico químicos y muestreo  en la surgente de Agua en  Aguas Hediondas (Fotos: D Sierra, IGEPN – 21 de septiembre de 2022).

Las razones CO₂/H₂S disminuyeron a partir de marzo de 2022 para volver a incrementarse a partir de julio con una pendiente menor, sugiriendo que la perturbación del sistema hidrotermal continúa. Estos valores se muestran en la gráfica de la figura 3.  

Figura 4. Gráfico de la razón CO2/ H2S obtenida en la pluma de gas de los campos fumarólicos de Lagunas Verdes (naranja), Aguas hediondas (azul) y Aguas Negras (gris).

Lagunas Verdes

Mediciones Geoquímicas

La zona de Lagunas Verdes, lleva su nombre por la existencia de al menos 6 lagunas cuya coloración ha sido tradicionalmente azul verdosa. Las lagunas tenían áreas aproximadas de 18800, 9700, 3660, 950, 890 y 240 m² respectivamente, calculadas en base a imágenes Satelitales de Google Earth del 20/11/2016 (Figura 3). Desde los años 70 se ha reconocido esta zona como un campo de emisión de gas, se sabe que en el pasado el flujo era abundante sobretodo en la zona marcada con el punto amarillo (Figura 3). Hoy en día las emisiones se caracterizan por la presencia de gas difuso (Villarroel et al., 2021) principalmente CO₂ y H₂S generando un fuerte olor a huevos podridos perceptible desde la carretera.  Las emisiones gaseosas han provocado alteración en las rocas que incluyen minerales como caolinita y alunita (CELEC EP & ISAGEN, 2012; Sierra, 2022), las zonas de alteración han sido delimitadas con color rojo en la Figura 3.

Utilizando el MultiGAS se realizaron mediciones en la zona de mayor flujo de gas (punto amarillo Figura 3). La concentración máxima de CO₂ alcanzó 30 000 ppm, muy alta respecto a concentraciones medidas en campañas anteriores, cuyos valores no superan los 15 000 ppm.  Del mismo modo los valores de H₂S fueron tan altos que llegaron a saturar el equipo (H₂S > 120 ppm). Las razones obtenidas en este sitio son claras únicamente para CO₂/H₂S. En comparación con los valores obtenidos en julio, las nuevas razones CO₂/ H₂S son más altas.

Las emisiones gaseosas de Lagunas Verdes no muestran contenidos significativos de vapor de agua, los valores de H₂O obtenidos están a la par del agua presente en el ambiente. En tal virtud, las proporciones volumétricas no muestran resultados confiables, por consiguiente, no pueden ser comparadas con las que se han obtenido anteriormente.

Figura 5.- Zona de Lagunas Verdes mostrando el contorno de las Lagunas y las zonas de alteración hidrotermal. La imagen muestra además la zona escarpada de donde ocurrieron los deslizamientos el 19 de agosto de 2022 y el punto donde se puede encontrar la mayor emisión de gases.

Figura 6.- Medición de especies gaseosas mayoritarias en la zona de Lagunas Verdes con el equipo multiGAS (S Hidalgo, IGEPN– 21 de septiembre de 2022).

Observaciones Visuales

En lo que respecta a las observaciones visuales, la comparación entre la última campaña de mediciones realizada en julio 2022 (a pocos días del sismo de magnitud 5.6Mw) y la campaña del 22 de agosto muestran una dramática disminución en el nivel de agua de las Lagunas Verdes. Se estima un descenso de casi 0,5m en el nivel de las lagunas, lo que se podría traducir como la pérdida de al menos unos 10 mil metros cúbicos de agua. El descenso del agua ha provocado incluso que las Lagunas pierdan su color verdoso característico, hoy se muestran con un tono negruzco (Figura 5).

La zona de Lagunas Verdes y sus aguas son vigiladas por el IG-EPN desde el año 2014 y desde que se tiene registros no se ha visto una disminución tan abrupta en el nivel del agua. Con un pH promedio de 6,25, una conductividad promedio de 46 µS/cm y temperaturas de entre 7 y 15°c (fluctuantes con el clima) en adición de  las firmas isotópicas de isótopos estables (Sierra, 2022) se ha interpretado que estas lagunas corresponden a un cuerpo de agua superficial recargado por lluvia con escaso o nulo aporte de fluidos de origen profundo.

Siendo que la principal recarga de agua de estas lagunas es la lluvia, los factores climáticos como la ausencia de precipitaciones en la zona pudieran contribuir a la disminución del nivel otra explicación plausible y que justificaría más fácilmente el vertiginoso descenso en los niveles es que la frecuente sismicidad haya fracturado el piso a la base de las lagunas aumentando la permeabilidad de las rocas y facilitando la percolación del agua hacia afuera de las lagunas.

Figura 7.- Fotografía comparativa de la zona de Lagunas Verdes el 28 de Julio de 2022, versus el estado actual de las Lagunas el 21 de septiembre de 2022. Se observa una importante disminución en el nivel de las lagunas, así como el afloramiento de la base del islote intermedio.

Deslizamientos en la zona

Tras la ocurrencia de un sismo de magnitud 4,3 del 18 de agosto de 2022 a las 19:22 TL se produjo un deslizamiento en la zona cercana a Lagunas Verdes que provocó un bloqueo en la vía Tulcán- Maldonado. Aunque los escombros fueron removidos rápidamente por las autoridades (Figura 6-A), aún se pueden observar las cicatrices de los fenómenos de remoción en masa de tipo caída, el más grande de ellos puede ser observado en la Figura 6-B, pero se observan otras zonas de inestabilidad y de deslizamientos de menor magnitud, en el borde del escarpe (línea amarilla Figura 3).

Figura 8.- Remoción de escombros del deslizamiento del 18/08/22 en la zona de Lagunas Verdes, foto cortesía de Diario “El Universo” 20/08/22. Cicatriz de deslizamiento tipo caída en el escarpe lateral de la carretera Tulcán-Maldonado, Foto: D. Sierra / IG-EPN 21/09/2022.

Aguas Negras:

Durante las últimas campañas se ha evidenciado una aparente similitud en cuanto a las razones gaseosas medidas en la zona de Aguas Negras comparándolas con las mediciones de las Lagunas Verdes. El equipo MultiGAS fue posicionado cerca de la zona de burbujeo, donde se percibía con mayor intensidad el olor a H₂S (Figura 7). Las concentraciones máximas de CO₂ y H₂S, fueron 2822 y 118 ppm respectivamente. Estos valores son similares a los registrados en la campaña de julio, pero elevados respecto a campañas anteriores.

La razón CO₂/H₂S obtenida en este sitio mantiene la tendencia observada desde enero de 2020 (Fig. 3), tal como se observa en la figura 3. Si bien no se observa un cambio en la tendencia general, se observa una disminución en la pendiente de la curva, respecto a las 2 últimas mediciones que también pudiera relacionarse a la perturbación observada en el sistema.

Figura 9. Muestreo de aguas y medición de parámetros físico-químicos en la surgente termal de Aguas Negras (S. Hidalgo, IGEPN– 21 de septiembre de 2022).

Montelodo

La fuente termal de Montelodo, se ubica unos 3 km al sur de Tufiño (Figura 1), dentro de una propiedad agrícola privada. La fuente termal de Montelodo es vigilada periódicamente por el IG-EPN desde enero de 2017. Históricamente, esta fuente se ha caracterizado por temperaturas modestas de aproximadamente 27°C, conductividades promedio de 400 µS/cm y pH de 6,5. Tradicionalmente la fuente consistía en una emanación de agua de bajo flujo desde la pared de roca que posteriormente se mezclaba con un riachuelo de agua fría.

Los pobladores reportan que después del sismo del 25 de Julio de 2022, al menos tres nuevos ojos de agua aparecieron en la pared de roca a escasos metros de la fuente principal, la cual también incrementó significativamente su caudal.  Las nuevas surgentes parecen tener características muy similares a la fuente original, por lo que se presume un origen común.

Lo más probable es que tras el sismo el fracturamiento de las rocas haya permitido un incremento en la permeabilidad, abriendo nuevos caminos para la salida del agua, así mismo el cambio en el estado de esfuerzos pudiera haber generado mayor presión en el interior aumentando el flujo de agua.

Figura 10.- Aparecimiento de nuevas surgentes de agua en la zona de Montelodo, la primera emana directamente de la pared de roca, la otra se encuentra en una pendiente y ha sido entubada por los comuneros para su aprovechamiento.

Concentración de SO₂:

En ninguno de los casos en los que se utilizó el equipo MultiGAS (Lagunas Verdes, Hondón, Aguas Hediondas y Aguas Negras) se detectó la presencia de SO₂, lo cual indica que los 4 puntos de muestreo presentan una actividad principalmente hidrotermal. Los valores de SO₂ que se obtuvieron en los tres sitios (Lagunas Verdes, Aguas Hediondas y Aguas Negras) están en el rango de valores considerados como valores de base o cero, según la precisión del equipo.

Parámetros físico – químicos:

Se presentan los datos de los parámetros físico-químicos en Aguas Hediondas por ser la fuente en la que mejor se han evidenciado cambios a lo largo del tiempo (Figura 9). En cuanto al pH, se observa una tendencia al descenso, lo que se traduce como la emanación de aguas más ácidas.  Por otra parte, la temperatura ha sufrido ligeros incrementos, pasando de 56.6 a 59 °C. La conductividad se mantiene estable en alrededor de 2800 µS/cm. Tanto Lagunas Verdes como Aguas Negras no muestran una variación en estos parámetros. Para el caso del Hondón la temperatura ha disminuido a 83.4 °C, casi dos grados por debajo del valor promedio medido desde 2019 (85 °C). La conductividad no ha mostrado mayor variación y el pH ha disminuido de 7.59 a 6.97.

Figura 11. Gráfico de evolución de los parámetros físico – químicos de las fuentes termales en el campo termal de Aguas Hediondas, desde el 2013 hasta septiembre de 2022.

Evaluación de la amenaza por proximidad a los campos fumarólicos

En las zonas de Aguas Hediondas, Aguas Negras y Lagunas Verdes: La proporción de CO₂ y H₂S en el ambiente aún alcanza valores bastante elevados, incluso mayores que los detectados las últimas campañas. Respirar aire contaminado con estos gases puede ser perjudicial para la salud sobretodo en concentraciones altas y tiempos de exposición prolongados, puede causar: mareos, malestar general y en casos extremos hasta asfixia, envenenamiento y muerte.

Como se detalló anteriormente en la descripción de cada una de las fuentes de emisión, las concentraciones del gas son sumamente elevadas, por tal razón representan un peligro para quienes se acerquen a estos sitios, por ello se recomienda el uso de máscaras antigás con filtros especiales, las cuales ofrecen protección para gases ácidos y halogenuros. Sin embargo, incluso estas máscaras no resultan de utilidad ante la presencia del CO₂, un gas inoloro, e incoloro, que cuando alcanza altas cantidades se acumula en zonas bajas y reemplaza al oxígeno causando asfixia.

CONCLUSIONES

• Las emisiones gaseosas de las manifestaciones del CV-CCN no muestran concentraciones de SO₂, lo que indica que no existe un aporte evidente de gases de tipo magmático sino únicamente un aporte de gases del sistema hidrotermal.
• La proporción volumétrica y concentración de dióxido de carbono (CO₂) y ácido sulfhídrico (H₂S) en Aguas Hediondas, Aguas Negras y Lagunas Verdes es extremadamente elevada. Por lo cual representa una amenaza para la seguridad y salud de quienes se acerquen a las surgentes de agua y gas.
• En las zonas de Aguas Hediondas, Aguas Negras y Lagunas Verdes es notoria una perturbación en el sistema hidrotermal, perceptible mediante la razón CO₂/H₂S, la cual se muestra contraria a la tendencia observada entre 2020, hasta marzo de 2022.
• En los últimos tiempos, los parámetros físico químicos de las fuentes termales del Complejo Volcánico Chiles - Cerro Negro no han mostrado cambios significativos, con excepción de Aguas Hediondas que ha mostrado un descenso en el pH y un incremento de temperatura de 56 a 59 °C, aunque cabe destacarse que estas variaciones no difieren de las que ya se han observado en años pasados.
• El campo termal de El Hondón, no ha mostrado cambios respecto a lo observado el mes de julio, es decir, no hay evidencias de nuevo fracturamiento o aparecimiento de nuevas surgentes termales. Sin embargo, la alta inestabilidad del sitio y las altas temperaturas del agua constituyen una potencial amenaza para las personas que se acerquen a la zona.
• Luego del sismo de 25 de julio (Magnitud 5.6Mw) se han evidenciado cambios morfológicos y variaciones en el sistema hidrotermal. Buenos ejemplos son la disminución en el nivel de agua las Lagunas Verdes, los deslizamientos en la misma zona y el reporte de nuevas surgentes de agua en la zona de Montelodo. Todo esto se atribuye presuntamente al fracturamiento de las rocas favorecido por la sismicidad

RECOMENDACIONES:

Con base en las observaciones de campo se recomienda:

• Informar a la población sobre los peligros asociados a la emisión de gases en las fuentes termales de: “El Hondón”, “Aguas Negras” y la zona de emisión de aguas y gas que está amurallada en “Aguas Hediondas”.
• Dado que el Balneario de Aguas Hediondas se ubica a una distancia prudente de la zona de emisión (misma que ha sido tradicionalmente restringida al público y se encuentra amurallada) y considerando además que en la zona de las piscinas no se han registrado concentraciones anómalas de gas ni cambios morfológicos que sugieran algún peligro para la integridad de las personas, por el momento no existen motivos que ameriten suspender las actividades turísticas y recreacionales en el Balneario de Aguas Hediondas.
• Tomar acciones preventivas en la zona de Lagunas Verdes, la cual se caracteriza por la fuerte emisión de gases pero que no puede ser fácilmente restringida, por estar directamente sobre la carretera, además de ser una zona de actividad minera (canteras).
• Revisar la estabilidad de los taludes en las zonas aledañas a Lagunas Verdes, pues en caso de ocurrir nuevos movimientos sísmicos es probable que se den nuevos deslizamientos dada la inestabilidad de los taludes.
• Aunque la sismicidad ha disminuido hasta alcanzar niveles de base, las complejas interacciones entre el sistema magmático del CV-CCN, el sistema de fallas regional del El Ángel y el sistema hidrotermal, podrían conducir a nuevos episodios de elevada actividad sísmica, por lo que se recomienda mantenerse siempre informados sobre posibles cambios en la actividad del volcán.

Al momento de emisión del presente informe los niveles de actividad de volcán son: SUPERFICIAL MUY BAJA sin cambio, e INTERNA BAJA sin cambio. En caso de presentarse novedades respecto a la actividad del CV-CCN, el IG-EPN informará oportunamente.

REFERENCIAS:

• Aiuppa, A., Burton, M., Murè, F., Inguaggiato, S., 2004. Intercomparison of volcanic gas monitoring methodologies performed on Vulcano Island, Italy. Geophysical Research Letters 31.
• Bernard, B., Andrade, D., 2011. Mapa del volcanismo Cuaternario del Ecuador.
• CELEC EP & ISAGEN, 2012. Plan de desarrollo Integral y preparación del alcance de los estudios técnicos de la fase de prefactibilidad del Prospecto Tufiño-Chiles-Cerro Negro. Segundo Informe Fase II.
• IGEPN, 2022. INFORME ESPECIAL COMPLEJO VOLCÁNICO CHILES – CERRO NEGRO No. 2022-03.
• IGEPN, 2014a. Informe de Actividad del Volcán Chiles - Cerro Negro N^o23.
• IGEPN, 2014b. Informe de Actividad del Volcán Chiles - Cerro Negro N^o27.
• Monsalve, L.M., Laverde, C.A., 2014. CONTRIBUCIÓN AL REGISTRO HISTÓRICO DE ACTIVIDAD DE LOS VOLCANES CHILES Y CERRO NEGRO (FRONTERA COLOMBO-ECUATORIANA.
• Santamaría, S., Telenchana, E., Bernard, B., Hidalgo, S., Beate, B., Córdova, M., Narvaez, D., 2017. Registro de erupciones ocurridas en los Andes del Norte durante el Holoceno: Nuevos resultados obtenidos en la turbera de Potrerillos, Complejo Volcánico Chiles-Cerro Negro.
• Shinohara, H., 2005. A new technique to estimate volcanic gas composition: plume measurements with a portable multi-sensor system. Journal of Volcanology and Geothermal Research 143, 319–333.
• Sierra, D., 2022. Estudio geoquímico de fluidos de los sistemas volcánicos e hidrotermales activos del Norte de los Andes Ecuatorianos (Tesis Doctoral). Universidad de Buenos Aires, Argentina.
• Villarroel, M., Mandon, C., Viveiros, M.F., Guillen, D., Nelson, K., 2021. Soil CO2 emissions at Chiles volcano, Ecuador: Survey from Aguas Hediondas and Lagunas Verdes, in: AGU Fall Meeting Abstracts. pp. V41A-06.

Realizado por: D. Sierra, M. Almeida, S. Hidalgo
Revisado por: M. Ruiz
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
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