Vulcanologia

RECONSTRUCCION CUANTITATIVA DE ACTIVIDAD VOLCANICA RECIENTE: UNA CONTRIBUCUÒN A LA PREDICCIÒN DE FUTURAS ERUPCIONES

M. Rossi

1. INTRODUCCIÒN

La mitigación de la amenaza volcánica depende de las siguientes habilidades:

1. Predicción de erupciones a corto plazo

2. Evacuación rápida de la gente en áreas de peligro

3. Desarrollo de planes de uso del suelo para reducir el riesgo.

La predicción de una erupción aun no es posible, pero la probabilidad de su ocurrencia, el tipo de fenómeno esperado y las áreas vulnerables pueden verificarse extrapolando modelos pasados de actividad volcánica. La evaluación moderna de la amenaza volcánica combina estudios de vulcanología, geología, petrología, geoquímica y geofísica.

La reconstrucción cuantitativa de la estratigrafía volcánica es fundamental por:

• Bosqueja la historia volcánica identificando periodos de actividad y calma.

• Define las características de las fases eruptivas y evalúa la probable extensión del evento.

• Fecha los eventos eruptivos.

• Evalúa los parámetros eruptivos.

• Determina las características de la erupción más grande que pueda esperarse y da los parámetros para su simulación.

• Establece los modelos de actividad volcánica.

• Define ciclos magmáticos relacionados a las erupciones con reservorios someros o muy profundos.

2. RECONSTRUCCIÒN DE ACTIVIDAD VOLCANICA PASADA

Esta reconstrucción está basada en estudios estratigráficos, sin embargo la aplicación de estos conceptos a terrenos volcánicos es complicado por:

1. Variabilidad del volumen y dispersión de las unidades volcánicas.

2. La posibilidad de erosión y pérdida del material.

3. Ocurrencia de variaciones laterales y verticales dentro de la misma unidad.

El avance en los últimos años ha permitido hacer reconstrucciones detalladas de sucesiones volcánicas, sin embargo, la interpretación de secuencias piroclásticas requiere de varias evidencias incluyendo el espesor del depósito, su litología, estratificación, relación con la topografía y su distribución areal así como las variaciones del depósito a medida que se aleja de la fuente. En la práctica las reconstrucciones detalladas son posibles en su mayor parte para volcanes que producen tetras, puesto que los depósitos de caída permiten una correlación entre secciones distribuidas en un área de gran tamaño.

3. ESTRATIGRAFIA DE DEPOSITOS VOLCANICOS

3.1 DEPOSITOS DE CAIDA

La caída de piroclastos produce depósitos que tienden a cubrir uniformemente la topografía sobre grandes áreas, como resultado son fácilmente rastreables en campo y son excelentes horizontes para la correlación estratigráfica. Su estudio puede dar información acerca de la dinámica eruptiva, composición de la cámara magmática y los medios de ascenso del magma.

Depósitos de Caída Pliniana.

Resultan de una actividad explosiva sostenida caracterizada por la emisión de magma altamente fragmentado (Pómez y ceniza), lo que conduce a la formación de columnas con la capacidad de traer partículas sólidas en su interior (Walter, 1981). Una vez han alcanzado cierto nivel en la atmósfera, la nube se esparce radialmente transportando los piroclastos antes de dejarlos caer sobre la superficie. Bajo ciertas condiciones, la columna puede tornarse inestable y colapsar para formar Flujos o Surges Piroclásticos o sufrir ciclos repetidos de descanso y reinicio.

Basados en su estratificación, los depósitos plinianos expulsados durante uno o varios episodios pueden ser clasificados en:

Depósitos Plinianos Simples: Son los mas típicos y resultan de la acumulación de pómez, líticos y cristales libres que caen de una columna que ha permanecido estable por horas. No presentan estratificación y en general muestran gradación inversa producida por el gradual incremento de la altura de la columna. Si la dirección del viento y la altura de la columna son constantes, el depósito se verá como un sólo lóbulo con un espesor mas o menos simétrico a ambos lados del eje de dispersión; en algunos casos, el eje está curvado y los cambios en el espesor no son simétricos sugiriendo que el viento estaba soplando en diferentes direcciones a diferentes elevaciones. A medida que se alejan de la fuente los depósitos presentan un decrecimiento en el espesor y tamaño de grano.

Depósitos Plinianos Simple-Estratificados: Consisten de diferentes capas separadas por saltos granulométricos o la interposición de otro tipo de depósitos Piroclásticos (Surge o flujo). Sin embargo, toda la secuencia puede ser el producto de una sola columna eruptiva la cual sufrió fases alternantes de elevación y colapso. Estos depósitos tienen 2 características distintivas:

• A distancias comparables de la fuente muestran similares características de estratificación con el espesor de capas individuales variando en la misma proporción en diferentes secciones.

• Los límites entre las capas tienden a desaparecer a medida que se alejan del foco y gradan a depósitos de caída plinianos no estratificados.

Depósitos Plinianos Múltiples: Resultan de la yuxtaposición de diferentes capas de caída producidas por columnas plinianas medianas eruptadas con intervalos de días a meses, por lo tanto las capas presentan diferentes distribuciones en área. Cerca de la fuente las capas está separadas a menudo por espesas unidades volcaniclasticas (Surges o flujos), la gradación inversa no es tan común como en el caso de depósitos simples. A medida que se aleja de la fuente los limites entre capas tienden a desaparecer y la identificación de cada capa puede ser problemática; una característica común es el limitado espesor de las capas, reafirmando su dificultad para rastrear su continuación lateral, sin embargo, el área que cubren es mucho mayor que la que abarcan las capas simples o las estratificadas.

Para distinguir los depósitos múltiples de los simples, el levantamiento de un mapa de Isopacas y otro de Isopletas debe ser hecho capa por capa.

Otras consideraciones prácticas para el estudio estratigráfico de depósitos plinianos son:

• Efectos del Viento. Si el viento es débil o ausente el depósito tiende a ser circular y su selección varia de moderada a pobre, además la ceniza tiende a depositarse mas lentamente luego del cese de la erupción como resultado del lento asentamiento de las partículas finas.

• Caída de Pómez vs escoria. Aunque se ha creído que la pómez es producida por erupciones strombolianas, estas también pueden ser el producto de columnas sostenidas con alturas que alcanzan los 40 Km.

Depósitos de Caída Stromboliana.

Esta actividad consiste en pulsos o chorros sostenidos de fragmentos de magma incandescente y gas que alcanzan alturas de cientos de metros, los clastos más gruesos caen al suelo a altas temperaturas y pueden originar incendios. Los depósitos consisten de lapillo oscuro con pocas cantidades de líticos; la moderada dispersión del tamaño de grano y la poca presencia de líticos sugiere que hay limitada erosión del conducto, un nivel de fragmentación superficial y un poder bajo a moderado de las plumas convectivas, como resultado las capas se adelgazan muy rápidamente al alejarse del foco.

Depósitos de caída de otros volcanes.

La identificación de unidades de caída externas puede ser facilitado pos los contrastes composicionales o mineralógicos entre las tefras, si dichos contrastes no existen la fuente de los depósitos puede ser erróneamente interpretada.

Depósitos de Caída de Múltiples Focos.

Actividad de muchos focos ocurre en: Erupciones de Fisura, Eventos que forman calderas y actividad intracaldera. El caso de las calderas es interesante, puesto que la composición de los productos de cada ventana puede ser diferente, además de la distancia entre los focos que puede ser kilométrica.

Caída de Ceniza Freatomagmática.

Cuando hay interacción del magma con agua externa al sistema la actividad se caracteriza por fragmentación del magma y la depositación, aun cerca al foco, de grandes cantidades de ceniza. Una característica común de muchas capas de caída freatomagmática es la presencia de lapilli acrecionario y de otras características que indican la deposición a partir de un ambiente con humedad. Toba con cavidades milimétricas es muy abundante en estos depósitos. Si la ceniza se encuentra saturada puede moverse por acción de la gravedad conduciendo a la formación de flujos de lodo.

Estos depósitos pueden formar excelentes marcadores estratigráficos con características constantes.

3.2 DEPOSITOS DE CORRIENTES PIROCLASTICAS DENSAS.

Flujos Piroclásticos.

Son el resultado de flujos con alta concentración de partículas que viajan principalmente de manera laminar.

La mayoría de los flujos a pequeña escala producen depósitos confinados a los valles notoriamente discontinuos, por lo que la aplicación de los criterios de correlación es muy difícil para este tipo de depósitos, en tal caso sólo pueden ser correlacionados usando la posición estratigráfica relativa de otras capas de tobas. El hecho de mostrar un espesor limitado hace que sean de difícil preservación en el registro a menos que sean sepultados rápidamente, por lo tanto no es fácil evaluar las áreas que afectan los flujos.

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