Volcanes - Instituto Geofísico - EPN

Volcanes (287)

Los volcanes activos son observados a través de diversas tecnologías.

El volcán Fernandina (La Cumbre), islas Galápagos, inicia un nuevo periodo eruptivo

Informe Especial Volcán Fernandina N° 2024-001
Figura 1. Inicio de la erupción del volcán Fernandina (Galápagos). En la imagen se observa la emisión de gas con una altura entre 2-3 km sobre el nivel de la cumbre con dirección al occidente. La incandescencia corresponde a los flujos de lava. Fotografía recuperada de Facebook autores Doménica Guerrero y Jeff O’Marley Herrera. Publicado por Radio Santa Cruz.


Resumen
El sábado 2 de marzo del 2024 a las 23h50 (hora de las Galápagos), el volcán Fernandina (La Cumbre) inició un nuevo proceso eruptivo, 4 años después de su última erupción (enero 2020). La emisión de gas y las anomalías térmicas se detectaron mediante los sistemas satelitales GOES-16 y VIIRS. Las imágenes compartidas en las redes sociales confirman la erupción a través de una fisura circunferencial ubicada en la parte alta del flanco suroriental. En las siguientes horas, la nube de gas, sin mayor contenido de ceniza, se ha desplazado por el viento hacia el occidente, nor-noroccidente y sur-suroriente sin sobrepasar poblaciones. Es importante indicar que la isla Fernandina no tiene asentamientos humanos, y por lo tanto no hay riesgos para las personas. No se puede predecir con precisión la duración de la erupción, ni si alcanzará la orilla del mar, pero según los datos de la deformación del volcán acumulada desde el último período eruptivo, es probable que la actual erupción sea mayor que las observadas en 2017, 2018 y 2020. El Instituto Geofísico se mantiene vigilando el fenómeno y avisará en caso de cambios significativos.

Cómo citar/how to cite: IGEPN (2024) – Informe Volcánico Especial – Fernandina – 2024 – N°01 (https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/2106-informe-volcanico-especial-fernandina-n-2024-001)


Antecedentes

El volcán Fernandina (La Cumbre) presentó su último proceso eruptivo el 12 de enero del 2020, que duró unas 9 horas y se caracterizó por la apertura de una fisura ubicada bajo el borde oriental de la caldera, por donde se emitieron flujos de lava hacia el flanco oriental (IGEPN, 2020a). Además, se generó una nube de gases que alcanzó una altura máxima de 3.5 km sobre el nivel del mar. En las semanas siguientes a la erupción se registró una sismicidad incrementada asociada a una deformación del suelo (Informe IGEPN, 2020b; IGEPN, 2021). Con entre 28 y 30 erupciones registradas desde 1800, el volcán Fernandina tiene la mayor tasa de recurrencia de erupciones en las Islas Galápagos.


Anexo técnico-científico


Sísmica
Desde su última erupción en enero de 2020, la frecuencia y la magnitud de los sismos en el volcán Fernandina (La Cumbre) aumentó progresivamente, lo que sugiere que el magma se ha acumulado a niveles poco profundos. En la segunda mitad de 2022 se detectaron una serie de sismos con magnitudes mayores a 4, y a principios de diciembre de 2022 se produjo una pequeña intrusión no eruptiva, probablemente cerca del borde oriental de la caldera. Esto dio lugar a unos meses de disminución de la sismicidad.

Una instalación temporal de instrumentos como parte de un proyecto de investigación “Volcanismo de Calderas Basálticas en las Islas Galápagos, Ecuador: mecanismos de acumulación, almacenamiento y erupción del magma” financiado por el NERC del Reino Unido y que cuenta con la participación de investigadores del Instituto Geofísico y universidades de Reino Unido, Irlanda y Estados Unidos, registró datos sísmicos de Fernandina entre diciembre de 2022 y noviembre de 2023 (Fig. 2). Estos datos muestran un aumento progresivo de la sismicidad en Fernandina durante la primera mitad de 2023, y luego una serie de pulsos de sismicidad en la segunda mitad del año. Estos sismos se localizan en la sección suroriental de la falla anular que rodea la caldera, respondiendo a un aumento de la presión según el magma se acumula progresivamente a niveles poco profundos. No se han registrado terremotos de gran magnitud (>M4,5 aproximadamente) en Fernandina desde finales de 2022.

Informe Especial Volcán Fernandina N° 2024-001
Figura 2. En el panel superior se ve el número acumulado de sismos detectados en el volcán Fernandina y en el panel inferior se ve la distribución de las magnitudes en Fernandina correspondientes al periodo noviembre 2022 a noviembre 2023. Figura preparada por A. Bell, Universidad de Edimburgo.


Deformación
Desde la última erupción del volcán Fernandina (La Cumbre) en 2020, mediante técnica InSAR usando los datos del satélite Sentinel-1, se registra una deformación positiva en el centro de la caldera del volcán de aproximadamente 80 cm/año, la cual estaría asociada al ingreso de magma en el interior del volcán. En la figura 3, se observa que la deformación continuó a lo largo del año 2023.

Informe Especial Volcán Fernandina N° 2024-001
Figura 3. Serie temporal de deformación del volcán Fernandina (La Cumbre) entre marzo 2023 y enero 2024 (InSAR – Sentinel 1).


Nubes de gas y ceniza
A partir de las 23h50 TL (hora de las Galápagos) del 2 de marzo, el satélite geoestacionario GOES-16 registró una emisión de gas de aproximadamente 2-3 km sobre el nivel de la cumbre con contenido muy bajo de ceniza (Fig. 4). La emisión estuvo más intensa hasta aproximadamente las 04h00 TL antes de disminuir. La nube de gas se dirigió hacia el occidente, nor-noroccidente y sur-suroriente sin sobrepasar zonas pobladas.

Informe Especial Volcán Fernandina N° 2024-001
Figura 4. Serie temporal que muestra el inicio (izquierda superior) y subsecuente dispersión de la emisión de gas con muy bajo contenido de ceniza en el volcán Fernandina (La Cumbre) entre el 2 y el 3 de marzo de 2024 (fuente: NOAA/CIMSS). Nota: las horas indicadas en las imágenes corresponden al tiempo universal, es decir +6 horas comparada con el tiempo en las Galápagos.


Flujos de lava
El satélite geoestacionario GOES-16 registró anomalías termales en el flanco suroriental del volcán Fernandina (La Cumbre) desde las 23h50 TL (Galápagos) del 2 de marzo, correspondientes al descenso de flujos de lava. Adicionalmente, los satélites polares SUOMI-NPP y NOAA-20 registraron más de 1000 anomalías termales durante su paso sobre las Galápagos a las 00h44 TL y 01h35 TL del 3 de marzo, respectivamente. Con esta información combinada se elaboró el primer mapa preliminar de la erupción del volcán Fernandina (La Cumbre) utilizando herramientas desarrolladas por el Instituto Geofísico (Vasconez et al., 2022).

La figura 5 muestra que los flujos de lava se originan desde una fisura circunferencial ubicada en el flanco suroriental del volcán. De manera preliminar la fisura tiene una longitud de entre 3-5 km. Mientras que los flujos de lava tienen un alcance máximo de 5-6 km, sin llegar al mar.

Informe Especial Volcán Fernandina N° 2024-001
Figura 5. Mapa preliminar de la zona de inundación por flujos de lava en el volcán Fernandina (La Cumbre). El mapa se elaboró con imágenes satelitales de GOES-16, y los datos proporcionados por el sensor VIIRS en los satélites SUOMI-NPP y NOAA-20.


Escenarios eruptivos
En base a las observaciones realizadas, se interpreta la actividad del volcán Fernandina (La Cumbre) como un típico proceso eruptivo de los volcanes de Galápagos. El principal fenómeno asociado a este proceso es la emisión de flujos de lava a través de la fisura circunferencial en la parte alta del flanco suroriental del volcán. No se descarta la posibilidad de nuevas aperturas de fisuras eruptivas en las próximas horas y días. Según los datos de deformación es posible que la erupción dure más tiempo y sea más grande que las anteriores (2017, 2018 y 2020). Sin embargo, no se puede predecir con precisión la duración ni el alcance de los flujos de lava. Un fenómeno adicional posible es un incendio como ocurrido en la erupción de 2017. En caso de incendio, la zona afectada podría ser más amplia y dependería de la dirección y velocidad del viento. Finalmente, en caso de alcanzar la orilla del mar, los flujos de lava podrían producir pequeñas explosiones y la emisión de gases tóxicos.


Recomendaciones

No existen asentamientos humanos en la Isla Fernandina. Debido a la dirección predominante del viento hacia el occidente-noroccidente, de ocurrir nuevas columnas de gas y ceniza, las islas pobladas (Isabela, Santa Cruz, Floreana y San Cristóbal) no deberían ser afectadas, excepto si el viento cambia de dirección. Si los flujos de lava ingresan al mar, se recomienda permanecer alejados, ya que se pueden producir explosiones pequeñas y liberar gases tóxicos cuando la lava entre en contacto con el agua fría del mar.
Igualmente, no se recomienda acercarse a la zona de la erupción, por el riesgo de verse afectado por los productos de la erupción o fenómenos secundarios como incendios.


Referencias

• IGEPN (2020a) - Informe Volcánico Especial – Fernandina – 2020 - N°02 (https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/1788-informe-especial-del-volcan-fernandina-n-2-2020)
• IGEPN (2020b) - Informe Volcánico Especial – Fernandina – 2020 - N°03 (https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/1792-informe-especial-del-volcan-fernandina-n-3-2020)
• IGEPN (2021) - Informe Volcánico Especial – Fernandina – 2021 - N°01 (https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/1899-informe-volcanico-especial-fernandina-2021-n-01)
• Vasconez, F. J., Anzieta, J. C., Vásconez Müller, A., Bernard, B., & Ramón, P. (2022). A Near Real-Time and Free Tool for the Preliminary Mapping of Active Lava Flows during Volcanic Crises: The Case of Hotspot Subaerial Eruptions. Remote Sensing, 14(14), Article 14. https://doi.org/10.3390/rs14143483

 

Elaborado por: B. Bernard, Francisco J. Vasconez, Anais Vásconez Müller, Patricio Ramón, M. Ruiz, S. Aguaiza. Con la colaboración de A. Bell de la Universidad de Edimburgo.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

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

Informe Volcánico Especial Cotopaxi No. 2023-005
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.

Informe Volcánico Especial Cotopaxi No. 2023-005
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).

Informe Volcánico Especial Cotopaxi No. 2023-005
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.

Informe Volcánico Especial Cotopaxi No. 2023-005
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.

Informe Volcánico Especial Cotopaxi No. 2023-005
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.

Informe Volcánico Especial Cotopaxi No. 2023-005
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.

Informe Volcánico Especial Cotopaxi No. 2023-005
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).

Informe Volcánico Especial Cotopaxi No. 2023-005
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.

Informe Volcánico Especial Cotopaxi No. 2023-005
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.

Informe Volcánico Especial Cotopaxi No. 2023-005
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

Informe Volcánico Especial Cotopaxi No. 2023-004
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.

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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.

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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.

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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.

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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).

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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.

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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%.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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

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