Monitoreo Geoquímico

Un sistema volcánico interacciona con el medio ambiente de varias maneras. La geoquímica estudia los procesos de los tres estados físicos: sólido, líquido y gaseoso. Para el monitoreo de un volcán activo se estudian los cambios en tiempo de los procesos. Los niveles base muestran las características del sistema volcánico y con repetidas mediciones se pueden identificar fluctuaciones y algunas veces pronosticar la actividad eruptiva.

Aguas

Los acuíferos que están abajo la superficie del edificio volcánico representan una manera conveniente para ver la influencia volcánica. Los fluidos profundos pueden migrar hacia la superficie por fallas y fracturas donde se mezclan con agua meteórica. Se pueden medir varios parámetros en las salidas de las aguas: los manantiales y si se presentan variaciones se puede interpretar como esta cambiando el sistema volcánico. Cada mes se miden las aguas en el campo y se toma una muestra para el análisis en el laboratorio. En el campo la temperatura, Ph, Eh, conductancia y sólidos totales disueltos dan una idea de la geoquímica del agua (Figura 1). Si se investiga más a fondo con el análisis de los iones individuales se puede indicar el carácter de la interacción con los fluidos volcánicos.

El Volcán de Colima presenta un indicador potente en las aguas de sus tres manantiales que están ubicados en su flanco Suroeste. La presencia del elemento volátil boro se relaciona con la actividad volcánica. Antes que iniciara la erupción en 1998, el nivel de boro aumentó en los tres manantiales. En 1999, el nivel bajó de nuevo de manera indetectable; en 2001, aumentó dos meses antes de que empezara a crecer el nuevo domo de lava. Esta medición representa un precursor valioso de la actividad. Desde 2001, el nivel de boro ha presentado varias fluctuaciones relacionados con cambios en la influencia de los fluidos profundos (Figura 2).

Gases

Los gases volcánicos pueden manifestarse en diferentes rutas. La más obvia es la salida de fumarolas, pero también existe un componente que migra a través del edificio volcánico. La composición y la concentración de los gases presentan otra herramienta para el monitoreo del estado del volcán.

El Volcán de Colima tiene fumarolas activas en la zona de la cima. Cuando hay acceso se pueden tomar muestras directas de los gases para analizarse en el laboratorio (Figura 3). Es importante medir las relaciones entre las diferentes especies para entender el comportamiento, por ejemplo si hay un cuerpo de magma subiendo en el conducto volcánico o una inyección de magma fresca en la cámara magmática.

Con instrumentos remotos se puede medir con más seguridad. Podemos medir el flujo del bióxido de azufre en el terreno o una avioneta. Este flujo es muy importante porque refleja la desgasificación del magma y la capacidad de los gases a escapar por el conducto. Si estos no pueden escapar fácilmente, existe la posibilidad de actividad explosiva. En la Figura 4 se pueden ver los cambios en el flujo de SO2 durante los últimos cuatro años.

La variación en el nivel del bióxido de carbón sobre el edificio volcánico proporciona información sobre su estructura. Las fallas presentan una ruta para que el gas pase con mayor facilidad a la superficie. Con un mapa de los gases se pueden ubicar diferentes estructuras. Las mediciones son relativamente fáciles y rápidas (Figura 5). Se pueden relacionar las fluctuaciones temporales con el ascenso de magma en el conducto.

Sólido

Cuando se presenta material nuevo en forma de domo o flujo de lava es importante analizar su composición. Haciendo comparaciones con las anteriores muestras, se puede interpretar el comportamiento del volcán. Por ejemplo, hay minerales que se forman a profundidades especiales y su presencia indica la profundidad del magma cuando estos se cristalizaron. El estudio de la geoquímica de las rocas es importante para saber el comportamiento a largo plazo.

Actividad explosiva

Desde marzo de 2003 el Volcán de Colima ha presentado actividad explosiva. Para crear un modelo de este tipo de actividad estamos utilizando varias técnicas para obtener datos diversos. Con un sensor de infrarrojo se mide la emisión térmica de la columna eruptiva que consiste en gases y partículas sólidos principalmente ceniza. Estas se comparan con las señales sísmicas: las áreas presentan una idea de la energía del evento y por la información del tiempo se puede estimar su velocidad de ascenso. En mediciones con un espectrómetro de ultravioleta se puede medir el volumen de gas que emerge en una explosión.

 

Graficas de Geoquímica

Biocarbonatos	Conductancia	Relación MGCL	Sulfatos
Figura 1	Cordovan