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
