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Uno de sus objetivos fundamentales es el monitoreo sísmico permanente de la actividad de origen tectónico y volcánico del territorio nacional.

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Los volcanes activos son observados a través de diversas tecnologías.

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La tecnología comprende un conjunto de teorías y técnicas que permiten el aprovechamiento práctico del conocimiento científico. No es de sorprenderse que a diario aparezcan nuevas técnicas y revolucionarias teorías que permitan que la tecnología avance a pasos agigantados, facilitando procesos y resolviendo problemas dentro de diversas áreas del quehacer de la comunidad en general.


Desde su creación, el IG ha visto la necesidad de utilizar instrumentos que le permitan realizar una precisa vigilancia tanto en sísmica como en varios otros parámetros relacionados al vulcanismo.

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Anais Vásconez, investigadora del IG-EPN fue acreedora de una beca para realizar su investigación sobre cinco grandes erupciones del Cotopaxi en el "Laboratoire Magmas et Volcans" (LMV, Université Clermont Auvergne-CNRS-IRD) en Francia. Esta beca fue posible gracias a la generosa donación de la productora y directora del documental “Fire of Love”, el cual es una conmemoración de la intrépida vida de Maurice y Katia Krafft, dos vulcanólogos franceses que dedicaron sus vidas a captar imágenes y videos de erupciones volcánicas con el fin de comprender los procesos volcánicos y comunicar eficazmente los peligros volcánicos. Este trabajo forma parte de la investigación conjunta realizada entre científicos del Instituto Geofísico de la EPN e investigadores del IRD-LMV y contó con la colaboración de la Dra. Federica Schiavi, investigadora del LMV.

El proyecto de investigación se centra en el estudio de inclusiones magmáticas dentro de cristales de piroxeno y plagioclasa recuperados del cascajo expulsado durante las erupciones de 1877, 1853, 1768, 1744 y el siglo X del volcán Cotopaxi.

Las pequeñas gotas de magma que los cristales incorporaron al crecer - llamadas inclusiones magmáticas - nos indican qué composición tenía el magma cuando aún estaba a varios kilómetros de profundidad bajo la superficie, algún tiempo antes de la erupción.
El primer análisis que se llevó a cabo en la Universidad de Clermont Auvergne fue de las burbujas de las inclusiones magmáticas con espectroscopía Raman (Figura 1). El propósito de este análisis es medir la cantidad de dióxido de carbono (CO2) y agua (OH) que pueda haber en las burbujas de las inclusiones.

Estudio de las erupciones del Cotopaxi en colaboración con el IRD y el Laboratorio de Magmas y Volcanes, Francia – Parte 2
Figura 1. Izquierda: Análisis por espectroscopía Raman. Derecha: Cristal de plagioclasa visto a través del objetivo del espectroscopio Raman con una inclusión magmática y su burbuja en el centro.


En total, de las más de 70 inclusiones magmáticas analizadas, en 16 se registró la presencia de CO2. La figura 2 muestra un espectrograma ejemplar correspondiente a la burbuja de una inclusión magmática de la erupción del siglo X.

Estudio de las erupciones del Cotopaxi en colaboración con el IRD y el Laboratorio de Magmas y Volcanes, Francia – Parte 2
Figura 2. Espectro Raman de la burbuja de una inclusión de la erupción del siglo X del volcán Cotopaxi. Los dos picos alrededor de 1280 y 1385 (eje horizontal) indican la presencia de CO2 y la distancia entre ellos (Δ) indica la densidad de CO2 en la burbuja.


Para poder estimar de manera correcta la cantidad de CO2 presente en estas gotas de magma atrapadas en cristales al crecer, el siguiente paso consistió en tomar fotos y medidas de las inclusiones y las burbujas que demostraron contener CO2 (Figura 3).

Estudio de las erupciones del Cotopaxi en colaboración con el IRD y el Laboratorio de Magmas y Volcanes, Francia – Parte 2
Figura 3. Izquierda: Captura de fotografías y medidas de las inclusiones con CO2 con un microscopio binocular digital. Derecha: Zoom a una fotografía de una inclusión magmática dentro de un cristal de plagioclasa de la erupción de 1853 y el tamaño de su burbuja (0.012 mm).


En un siguiente paso se seleccionaron seis cristales por erupción (30 en total) para ser fijados en resina, incluyendo cuatro plagioclasas y dos piroxenos. Por otro lado, once cristales, incluyendo entre una y tres plagioclasas por erupción, fueron fijados en el elemento químico Indio (49In) (Figura 4). Estos últimos, al estar fijados en Indio, pueden ser analizados a futuro por espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS, por sus siglas en inglés) con el objetivo de comparar los resultados de los análisis de agua en las inclusiones magmáticas por varios métodos.

Estudio de las erupciones del Cotopaxi en colaboración con el IRD y el Laboratorio de Magmas y Volcanes, Francia – Parte 2
Figura 4. Izquierda: Cristales de plagioclasa y piroxenos en contenedores de resina. Derecha: Cristales de plagioclasa fijados a presión en Indium (49In).


Además, cada uno de los cristales fue pulido hasta que las inclusiones magmáticas en cuestión estén en la superficie, para que puedan ser analizadas más a detalle en las siguientes semanas. La figura 5 muestra algunos ejemplos de inclusiones magmáticas en superficie.

Estudio de las erupciones del Cotopaxi en colaboración con el IRD y el Laboratorio de Magmas y Volcanes, Francia – Parte 2
Figura 5. Inclusiones magmáticas (gris más oscuro) observadas con luz reflejada en la superficie de cristales de plagioclasa y piroxeno de varias erupciones de los últimos 1000 años del volcán Cotopaxi.


Autores: A. Vásconez Müller, S. Hidalgo
Corrector de Estilo: G. Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Gracias a la beca financiada por los productores del documental "Fire of Love", Anais Vásconez, investigadora del IG-EPN, culminó exitosamente su investigación sobre las erupciones del Cotopaxi en el prestigioso Laboratorio Magmas y Volcanes en la Université Clermont-Auvergne, Francia. Este estudio se enmarca dentro del convenio de cooperación entre el Instituto Geofísico, el departamento de Geología de la EPN, y el IRD.

Durante su estadía en Clermont-Ferrand, la científica del IG-EPN avanzó con el estudio de inclusiones magmáticas dentro de cristales recuperados en los productos eruptivos de las erupciones ocurridas en 1877, 1853, 1768, 1744 y el siglo X del volcán Cotopaxi.

Luego de haber analizado el CO2 de las burbujas y haber pulido los cristales hasta exponer las inclusiones magmáticas en la superficie, se utilizó la espectroscopía Raman para analizar el contenido de agua (H2O) de las más de 70 inclusiones magmáticas encontradas en cristales de plagioclasa y piroxeno (Figura 1).

Estudio de las erupciones del Cotopaxi en colaboración con el Laboratorio Magmas y Volcanes, Francia - Parte 3
Figura 1. Análisis por espectroscopía Raman de una inclusión magmática en un cristal de piroxeno recuperado de cascajo expulsado durante la erupción de 1877 del Cotopaxi.


Conocer el contenido de agua de estas pequeñas gotas de magma que los cristales incorporaron al crecer, es una de las piezas que nos permiten entender mejor la explosividad de las erupciones del Cotopaxi, así como la profundidad y temperatura a la cual se encontraba el reservorio magmático antes de cada erupción. Al conocer la variación de estos parámetros entre las diferentes erupciones del Cotopaxi, podemos comprender y modelar de mejor manera su actividad pasada y así prepararnos mejor para su actividad futura.

La figura 2 muestra el espectro Raman luego de hacer el tratamiento de los datos de una inclusión magmática atrapada en una plagioclasa de la erupción de 1744. La cantidad de agua se calcula en base al área debajo de la curva que dibuja el espectro.

Estudio de las erupciones del Cotopaxi en colaboración con el Laboratorio Magmas y Volcanes, Francia - Parte 3
Figura 2. Espectro Raman del agua en una inclusión magmática que se encuentra en un cristal de plagioclasa de la erupción de 1744 del volcán Cotopaxi.


Al usar la espectroscopía Raman hay una dificultad peculiar para analizar el porcentaje de agua en inclusiones magmáticas que contienen minerales de magnetita, ya que sus espectros se solapan, atenuando el espectro del agua. En el caso de las inclusiones magmáticas del Cotopaxi, la gran mayoría contiene magnetita, por lo que es necesario corregir los valores de agua obtenidos a través de este método.

Por esta razón, 11 cristales fueron fijados en el elemento químico Indio (49In) para que la Dra. Federica Schiavi, investigadora del IRD-LMV pueda analizar las 17 inclusiones magmáticas que se encuentran en su superficie por espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS, por sus siglas en inglés), método que no es afectado por la presencia de magnetita. El objetivo es comparar los porcentajes de agua sugeridos por el Raman con los porcentajes de agua medidos por el SIMS para cada inclusión, y, en combinación con los valores de intensidad del espectro de la magnetita, proponer una corrección para los valores de agua. De esta forma, se podrá recalcular los porcentajes de agua presentes en las más de 70 inclusiones magmáticas del Cotopaxi.

Por otra parte, los elementos mayores de las más de 70 inclusiones y de los cristales que las rodean fueron analizados por microanálisis en una sonda electrónica (EPMA, por sus siglas en inglés, figura 3). Estos incluyen los óxidos del sílice (SiO2), titanio (TiO2), aluminio (Al2O3), hierro (FeO), manganeso (MnO), magnesio (MgO), calcio (CaO), sodio (Na2O), potasio (K2O), y fósforo (P2O5).

Estudio de las erupciones del Cotopaxi en colaboración con el Laboratorio Magmas y Volcanes, Francia - Parte 3
Figura 3. Izquierda: Microanalizador por Sonda de Electrones (EPMA, por sus siglas en inglés) del Laboratorio de Magmas y Volcanes en la Universidad de Clermont-Auvergne, Francia. Derecha: Sala de control del EPMA durante el análisis geoquímico de una inclusión magmática en un cristal de piroxeno recuperado de cascajo expulsado durante la erupción de 1877 del Cotopaxi.


En total se tomaron 143 medidas de elementos mayores con la microsonda electrónica. La figura 4 muestra dos ejemplos de los datos obtenidos a través de este análisis.

Estudio de las erupciones del Cotopaxi en colaboración con el Laboratorio Magmas y Volcanes, Francia - Parte 3
Figura 4. Diagramas de variación de elementos mayores de las más de 70 inclusiones magmáticas encontradas en cristales de plagioclasa y piroxeno de las erupciones de 1877, 1853, 1768, 1744 y del siglo X del volcán Cotopaxi. Izquierda: variación de óxidos alcalinos con respecto al contenido de dióxido de sílice. Derecha: variación de óxido de magnesio con respecto al contenido de dióxido de sílice.


Para completar las piezas necesarias para desentrañar las condiciones físicas pre-eruptivas de los magmas del volcán Cotopaxi, en un próximo paso la Dra. Federica Schiavi y el Dr. Pablo Samaniego, investigadores del IRD-LMV, analizarán los elementos volátiles cómo el flúor (F), azufre (S) y cloro (Cl) de las mismas inclusiones magmáticas. Además, analizarán los elementos mayores y los elementos volátiles del vidrio volcánico syn-eruptivo, es decir, la matriz de la roca volcánica que fue expulsada durante cada erupción.

Estudio de las erupciones del Cotopaxi en colaboración con el Laboratorio Magmas y Volcanes, Francia - Parte 3
Figura 5. Láminas delgadas de cascajo de las cinco erupciones del Cotopaxi listas para ser analizadas por Microanálisis de Sonda Electrónica. Las zonas de interés revisadas previamente en microscopio binocular están señaladas por los círculos negros y blancos.


De esta forma, podremos comparar la composición inicial (magma dentro de la cámara magmática antes de la erupción, atrapado en cristales al crecer) con la composición final (magma expulsado durante la erupción, que se enfrió y formó el material volcánico emitido durante las erupciones). Esto es últil para entender procesos como la alimentación de la cámara magmática por magma fresco, la cristalización dentro de la cámara magmática y la desgasificación antes de cada una de las erupciones.

A. Vásconez Müller, F. Schiavi, P. Samaniego, S. Hidalgo
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Sin embargo, el documento indica que el país "difícilmente podría haber hecho más de lo que hizo", con los sistemas de seguridad dañados y la escasez eléctrica y de personal.

TOKIO.- El Organismo Internacional para la Energía Atómica (OIEA) considera que Japón subestimó el riesgo de un tsunami para sus centrales nucleares, según una investigación cuyo compendio fue entregado hoy al Gobierno nipón.

El informe fue elaborado por 18 expertos del OIEA que desde el 24 de mayo han inspeccionado varias plantas atómicas de Japón, entre ellas la de Fukushima Daiichi, donde la crisis desatada por el terremoto y devastador tsunami del 11 de marzo sigue abierta.

Los resultados de la investigación serán comunicados en una reunión ministerial sobre seguridad nuclear que el OIEA celebrará en Viena del 20 al 24 de junio.

El resumen del informe entregado al Gobierno indica que Japón infravaloró el riesgo del tsunami y no supo responder a las olas, más grandes de lo esperado, que se produjeron tras el terremoto de 9 grados Richter del 11 de marzo, según la cadena pública NHK.

Sin embargo, el documento también indica que Japón difícilmente podría haber hecho más de lo que hizo tras el accidente, con los sistemas de seguridad de la central dañados y escasez de electricidad y personal en ese momento, añade la cadena televisiva.

El documento expone la necesidad de que de que la Agencia de Seguridad Nuclear, órgano regulador de la energía atómica en Japón, tenga mayor independencia, ya que está adscrita al Ministerio de Industria, que tradicionalmente ha promocionado las centrales nucleares en el archipiélago.

El OIEA ya aconsejó hace tres años a Japón que escindiera este organismo de la cartera de industria.

El informe también recomienda que el país revise su actual procedimiento para gestionar un accidente nuclear grave, basado en el supuesto de que se dispondrá de suministro eléctrico, al contrario de lo que sucedió en la central de Fukushima.

El portavoz de la Agencia de Seguridad Nuclear, Hidehiko Nishiyama, explicó hoy que el país espera emplear la investigacióncomo referencia en los esfuerzos para contener la crisis nuclear y mejorar la seguridad de las centrales niponas.

La operadora de la planta, Tokyo Electric Power (TEPCO), continúa trabajando para solventar la crisis nuclear, la más grave tras el accidente de Chernóbil en 1986, y espera poder llevar los reactores a un estado de "parada fría" para enero de 2012.

Tomado de: http://www.emol.com/noticias/internacional/detalle/detallenoticias.asp?idnoticia=484812

El presente estudio fue realizado por la Srta. Gabriela Andrade, estudiante de la Universidad Central dle Ecuador bajo la dirección del MSc. Jorge Bustillos, vulcanólogo del Instituto Geofísico. Para saber más, descargar documento adjunto.

Introducción

El Tungurahua es uno de los volcanes más activos de nuestro país, durante los momentos de actividad, se ha caracterizado por la emisión continua de ceniza, vapor y otros gases y la ocurrencia de fuertes explosiones que forman kilométricas columnas de gases y ceniza y que frecuentemente producen detonaciones audibles (cañonazos), así como también de flujos piroclásticos. Al  contrario en los momentos de poca o escasa actividad, solo se observan emisiones de vapor y gases con escasa presencia de ceniza. Ambas situaciones se encuentran acompañadas de flujos de lodo o lahares originados por el mismo material sólido expulsado por el volcán en anteriores erupciones y depositado en los flancos del mismo, además de intensas lluvias en el sector, abruptas pendientes del edificio volcánico, poca permeabilidad del terreno y también a la gravedad.

El Instituto Geofísico, ha realizado continuos monitoreos a este fenómeno de  gran relevancia para poder  alertar a  las comunidades más vulnerables (parte occidental del volcán) a tiempo y así evitar decesos. El sistema que posee el Instituto permite conocer rápidamente la intensidad, magnitud, lugar y número de eventos suscitados. Considerando el promedio, la frecuencia, tamaño y ubicación; y ayudados de los informes semanales emitidos por el OVT, se decide continuar realizando el respectivo análisis estadístico iniciado en 2008 (Bustillos y Mac Farlin, 2008).

 

Hace pocos días un grupo de investigadores multidisciplinario e interinstitucional de las universidades PUCE-Ecuador, Universidad Estatal de California en Santa Bárbara, Unidad Estatal de Boise en USA y el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional, han publicado en el prestigioso Journal of Geophysical Research: Solid Earth una nueva técnica para medir parámetros meteorológicos como la temperatura y la velocidad del viento usando como datos las ondas de infrasonido. Para esto se utilizaron los sensores que se utilizan en el monitoreo del volcán Reventador. La propuesta científica plantea un nuevo método que sirve para estudiar regiones de la atmósfera donde técnicas convencionales generalmente no se pueden usar o son inadecuadas, tomando prestadas técnicas de otras disciplinas de forma novedosa, usando señales de infrasonido de ríos y cascadas.

El artículo puede ser descargado en: http://doi.org/10.1029/2020JB020513 (sitio en inglés).

 

MR
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional