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ERUPCIONES FREÁTICAS DEL VOLCÁN TURRIALBA (COSTA RICA) ENTRE EL 2010
Y 2013: SIMULACRO NATURAL Y PREPARATORIO
E. Duarte, y todo el personal de OVSICORI.
Foro Internacional de Peligros Geológicos.
14 al 16 de octubre de 2013, Arequipa, Perú.
Resumen.
El volcán Turrialba (10.03N, 83.77E, 3340snm) se localiza en el extremo sureste del arco volcánico
mesoamericano. En su cima se observan tres cráteres alineados de NE a SW del los cuales el más al
oeste ha mantenido actividad externa, aumentada desde mitad del 2005.
Durante los últimos 4 años han ocurrido 4 erupciones freáticas emitidas desde 3 bocas que se han
formado, respectivamente; en enero 2010, mitad del 2011 y enero del 2012.
Las erupciones del 5 y 6 de enero de 2010 abrieron una cavidad en la pared interna del cráter oeste
desde donde se emitió material preexistente que se proyectó por unos 40 Km, hacia el suroeste, hasta
alcanzar un sector periférico del Gran Área Metropolitana (muy cerca de la capital: San José).
Las pequeñas erupciones a mitad de 2011 fueron invisibilizadas por las condiciones adversas del clima
que reinan a mitad de la época lluviosa. Sin embargo se documentó la apertura de una pequeña
cavidad en la pared rocosa, al fondo del cráter oeste, con la caída de material que se limitó al edificio
volcánico.
De nuevo, entre el 12 y el 18 de enero del 2012 ocurrieron otras emanaciones freáticas producidas
desde una boca formada al sureste del cráter oeste: en la pared baja y externa del cráter principal.
Aunque no hubo afectación directa en infraestructura física o en personas los materiales finos se
distribuyeron por muchos Km a partir de ese punto de emisión.
Finalmente el 21 de mayo del 2013 ocurren emisiones simultaneas de materiales finos desde los
mencionados boquetes del 2010 y 2012. Aunque el evento solo se sostuvo por unas horas la
trayectoria de los materiales finos se documentó a lo largo de muchos Km, alcanzando el sector
noreste del Valle Central.
Si bien no ha habido magma juvenil en las erupciones documentadas estos eventos si conforman un
simulacro real y natural para las poblaciones cercanas al volcán, para los investigadores y para las
instituciones de primera respuesta encargadas del manejo de emergencias y reducción de riesgos.
Esta presentación ahondará en detalles de las citadas erupciones así como en algunos aspectos del
monitoreo previo, durante y posterior a los sucesos. Así mismo se desplegaran detalles sobre el
impacto de la desgasificación sostenida en el medio circundante, enfatizando en la infraestructura
metálica, vegetación, cobertura agrícola y ganadera.
Regional Tectonic Framework
After Protti et al., 2001.
R
A
P I T
Ubicación Geográfica de los Volcanes en Costa Rica.
Los Cinco Volcanes Activos Monitoreados en Costa Rica.
Rincón de la Vieja. Poás
Arenal
Irazú Turrialba
Temas.
1. Definición y generalidades de la actividad freática.
2. De lo magmático de 1864-66 a la actividad freática esporádica.
3. La actividad freática; de lejos y de cerca.
3. Los productos que arroja el volcán en actividad freática.
4. Erupciones del 5 y 6 de enero de 2010.
5. Apertura de boca 2011.
6. Erupciones del 12 y 18 de enero 2012.
7. Erupciones del 21 de mayo de 2013.
7. Cuatro erupciones como fuente de simulacro.
8. Comentarios y conclusiones.
Introducción
Todo volcán antes de una
erupción presenta diferentes manifestaciones, entre ellas:
• Aumentos en el nivel de desgasificación.
• Aumentos en el área fumarólica.
• Aumentos en las temperaturas.
• Aumentos en la composición química de los gases, fuentes termales y lagos cratéricos.
GENERALIDADES DEL VOLCÁN TURRIALBA
-Estratovolcán activo con 3329 msnm de elevación.
-Es uno de los volcanes más voluminosos de Costa Rica (Cubre aproximadamente 500 km2 )
-Lavas basálticas, basalto-andesiticas y daciticas. Su cima esta constituida por derrumbes masivo que forman una depresión caldérica (800 m * 2200m ) conteniendo 3 cráteres: Este (inactivo), Central (con depósitos de azufre y fumarolas) y Oeste (con fumarolas)
El cráter del Oeste ha escalado en su actividad desde 2005.
Tiene 2 conos piroclásticos secundarios, externos: Tiendilla y El Armado
ACTIVIDAD DEL VOLCÁN TURRIALBA
• Cinco erupciones mayores han ocurrido en los últimos 3500 años
• Reportes históricos desde 1723 y otros no comprobados en 1847, 1853, 1855 y 1861. Erupciones explosivas y flujos piroclásticos
• Última actividad eruptiva: 1864 – 1866. Tipo estromboliano
• Desde 1866 mantiene actividad fumarólica moderada en cráteres central y oeste, en forma permanente
• Reportes de actividad fumarólica en 1920 y 1949
• Considerado activo por su sismicidad, temperatura, emisión fumarólica y actividad histórica
• Durante las últimas cinco décadas su actividad ha sido fumarólica, con ligeros cambios entre 1950 y 2010.
Presentó algunos pulsos sísmicos menores desde 1996.
Aumento gases y vapor en aumento: especialmente en el
campo fumarólico del cráter oeste.
Variaciones en la sismicidad y localización de fumarolas.
Deslizamientos pequeños en el cráter oeste
Temperaturas fumarólicas variables (85°C – 270°C)
Sismicidad variable
Deformaciones superficiales bajas
Presencia de cantidades variables de gases magmáticos
A partir de 2005 se incrementa la actividad sísmica y la
expansión del campo fumarólico del cráter oeste y central
Deposición rica en sublimados de azufre
Daños severos a la vegetación natural, fauna y agricultura
Evacuación voluntaria de pobladores en 2007.
ACTIVIDAD RECIENTE (1996-2013)
Definición: Erupción volcánica o explosión de
vapor, barro u otro material que no esta
incandescente; esta forma de erupción esta
motivada por el calentamiento y consiguiente
expansión del agua contenida en el suelo debido a la
cercanía de una fuente ígnea de calor.
Definición y generalidades de la actividad freática en el volcán Turrialba.
Las erupciones freáticas son recientes y comunes en los alrededores del cráter oeste. La
acumulación de materiales en el fondo de ese cráter impide la salida directa de gas, vapor y
erupciones freáticas con materiales gruesos debido al efecto de sellamiento que ha realizado por
unos 140 años. La sobrepresión y altas temperaturas en las partes bajas del volcán provocan
detonaciones que son evacuadas por puntos débiles alrededor del cráter. La zonas de debilidad
están marcadas usualmente por planos de fallas locales por lo cual no es de extrañar que algunas
bocas recientes asuman un alineamiento en el aéreas de la cima.
Cuando los materiales finos (sedimentos) superan el borde del cráter volcánico, los vientos arrastran
las partículas finas hasta grandes distancias.
Magmática
Freática
Fumarólico
Posibles escenarios
tiempo
acti
vid
ad
vo
lcán
ica
De lo freatomagmático de 1864-66 a la actividad freática reciente.
1910 1986
Durante 2 años este volcán mantuvo actividad explosiva intermitente afectando
con cenizas gran parte del Valle Central. La actividad fue documentada por al
menos una expedición compuesta por inmigrantes europeos y vaqueanos
nacionales. Dibujo de Meagher, 1858. En caso de actividad magmática nueva:
Sería similar a la de 1864-66 (como Irazú en
1963-65) o menor.
Afectaría principalmente de 2-4 km
alrededor de los cráteres.
Provocaría la caída de algunos milímetros de
ceniza en el Área Metropolitana.
Algunas de las erupciones freáticas recientes captadas por distintos testigos.
Actividad freática vista de lejos.
Algunos productos de las erupciones freáticas. La actividad vista de cerca.
Vista en planta de las 3 bocas recientes.
Actividad freática del 5 y 6 de enero de 2010. Apertura
de boca en el sector suroeste del cráter oeste.
La fase freática: Durante la primera semana de enero 2010 ocurre un cambio drástico en lo
observado por mas de 4 años. La fase gaseosa se presenta ahora acompañada de sólidos y agua.
Varias explosiones freáticas ocurrieron entre el 5 y el 6 de enero. Un pulso extraordinario de gas y
vapor encontró una salida frágil al oeste del cráter W y perforo las capas superiores de la cima. La
salida impetuosa de energía arrastro hacia la atmósfera una cantidad importante de sedimentos,
ceniza vieja y piroclástos antiguos que fueron desperdigados a distancias de acuerdo a su tamaño.
Los bloques enormes (hasta de varios metros de diámetro) quedaron en las cercanías de los
boquetes iniciales y el chorro de material mas fino alcanzo una altura suficiente como para que el
viento lo arrastrara hasta unos 40 Km al SW, hacia el Valle Central. Si el recorrido de los materiales
finos fue ese, es porque las erupciones encontraron una barrera importante en la llovizna y niebla
que imperaba en la zona a la hora de producirse. En condiciones secas y de viento fuerte tales
productos finos pueden superar en mucho ese alcance.
En su recorrido los materiales cayeron en ricas zonas de agricultura y ganadería. De toda suerte el
material destapado en la cima ha pasado por un proceso de neutralización y al ser depositado en
una discreta capa a lo largo de muchos Km 2 permitirá mas bien fertilizar los campos, en el futuro
cercano. Las molestias iniciales podrían ser olvidadas pronto si la actividad eruptiva no se sostiene
en el tiempo. Sin embargo el impacto inicial en la calidad del aire, el agua, el suelo y en general en
la economía regional no es menor. Si bien no se han cuantificado perdidas, la inversión inmediata
para defenderse de esas partículas finas es muy importante y asumidas por los propios
interesados. Los gastos en un operativo de emergencia para reducir el drama humano debe sumar
muchos millones de colones.
Aeropuerto
Vista regional de los depósitos.
Partículas finas alcanzaron la
GAM, en el Valle Central.
Porque es importante
estudiar estos volcanes?
Distribución de materiales hasta unos 4kms de la cima.
Productos de las erupciones freáticas (2010) recogidos en el campo.
Alternando con bloques
decimétricos las capas de material
grueso alcanzaron espesores de 10
cms.
Partículas del material expulsado
supero los 100ºC hasta poder
perforar plástico ubicado a unos
50m de la cavidad formada.
En meses posteriores a las erupciones
las emanaciones se extienden por
docenas de Km, principalmente hacia el
Valle Central donde se mezclan con
emanaciones urbanas.
Las temperaturas han oscilado entre 310 y 600ºC en meses recientes.
Impacto en animales, infraestructura,
agricultura, calidad del aire, etc.
Deposición de material fino a
distancias entre 6 y 10kms del volcán.
Deposición de material de grano intermedio a unos 5kms al oeste del volcán.
Adaptación de vecinos a las condiciones
durante los primeros días de las erupciones.
El efecto de la ceniza y partículas finas en el
tracto digestivo de los animales domésticos
tiene efecto a corto plazo. Debido al proceso
digestivo de los rumiantes, el material lítico
forma un quimo duro que impide la nutrición
adecuada provocando severas patologías
hasta producir, incluso, la muerte.
Durante los meses lluviosos del 2011, la niebla y lluvia impidieron documentar la
formación de esta boca en el fondo norte del cráter oeste. Solo hubo reporte de un
guardaparques de discretas detonaciones y el ruido de turbina de jet. En días
posteriores se pudo documentar en los alrededores del cráter oeste algún material
fresco que pudo haber estado asociado a la apertura de esta boca.
Actividad freática a mediados de 2011.
Vista cercana de la boca 2011.
La apertura de la boca 2012, el 12 de enero del 2012, se acompañó con una emisión de cenizas de algunas horas transportadas
con el viento en las direcciones principales O y NO. Caída de ceniza fue reportada hasta Tres Ríos (27 km al suroeste del volcán)
[7]. El día siguiente se podía observar una boca de ~3x5m y al fondo un conducto de ~1m de diámetro [9]. El 18 de enero del
2012 ocurrió una segunda emisión de cenizas de amplitud un poquito más grande que fueron transportadas por algunas horas en
las mismas direcciones O y NO por el viento. El tamaño de la boca no cambió tanto como el conducto: ~3m de diámetro. A
continuación de estas emisiones de cenizas es un flujo importante de gas que hace un ruido de jet audible desde el mirador (a
550m). Las temperaturas del gas se mantienen entre ~700 y 760°C y son responsables de la quema de las rocas de la pared del
conducto. Esta alta temperatura provoca una radiación de las rocas en el espectro visible rojo-amarillo, y flamas azulas por la
combustión de los gases con el oxigeno de la atmósfera.
Otros puntos de incandescencia son visibles de noche: la boca 2010, la boca 2011 (>610°C), la boca 2012 (>730°C) y una
multitud de puntos (500-730°C) a la base y en la pared sur al fondo del Cráter Oeste donde se encuentra azufre líquido amarillo a
casi rojo. La mayoría de estos puntos de alta temperatura está sobre o cerca de una línea SO-NE de actividad fumarólica notable
que se extiende fuera de los cráteres al oeste.
La acumulación somera de agua al fondo del Cráter Oeste notada en junio 2011 [5] se secó entre el 13 y el 24 de enero 2012.
Conclusiones:
La apertura de la boca 2012 corresponde a un proceso de desgasificación espectacular pero normal del volcán Turrialba, sin
interacción, movimiento o desestabilización magmática. El 5 de enero 2010, la boca 2010 inició este tipo de actividad con una
explosión freática y una fuerte emisión de ceniza [2]. Esta boca hace ahorra ~70x25m con un conducto de ~4x2m y siempre
canaliza la mayor parte del flujo de gas que constituye la pluma del volcán. En 2011 apareció la boca 2011 sin observación
directa o instrumental; su tamaño es de ~1m de diámetro. En comparación, numerosas bocas fumarólicas similares aparecieron
antes de la ocurrencia de las erupciones freatomagmáticas del volcán Turrialba en 1864-66 [14]. Lo mismo patrón se produjo en
el volcán Irazú con la apertura de varias decenas de bocas con salida de gases a alta presión antes de eruptar en 1963.
Entonces otras aperturas de bocas con o sin explosión son muy probables en el futuro, posiblemente sobre la falla XXX que pasa
por los Cráteres Central y Este, donde se encuentran varios puntos de debilidad con anomalías térmicas al dentro y fuera al
oeste de los cráteres.
Tomado de Boletín del estado de los volcanes. Febrero 2012. OVSICORI-UNA.
La actividad freática de enero 2012.
Boca 2012, al sureste del cráter activo.
26 set. 2013
Actividad freática de mayo 2013.
Vista de la actividad muy temprano en la mañana del 21 de mayo; desde el
camino entre volcán Irazú y volcán Turrialba.
Recorrido de los materiales en dirección oeste desde su punto de emisión.
Ubicación de los principales elementos relacionados con la erupción de 21 de
mayo de 2013.
Deposito de material fino y de tamaño
intermedio emplazado en cercanías del cráter
oeste.
Efecto directo de las erupciones freáticas, en la fauna, se ha documentado en
este y otros volcanes en el pasado reciente.
Con la expansión de los
efectos por acidificación se dio
el crecimiento abultado de las
plumas volcánicas observadas
desde muchos puntos del
territorio nacional.
El impacto severo en los ecosistemas
de la región provocaron el
desplazamiento de la mayoría de
habitantes en los alrededores del
volcán.
1994 14-1-08 29-6-04
27-9-13
Vista actual de la cima del Turrialba,
hacia el flanco oeste.
Amenaza volcanica
Valle Central
Efectos para la navegación aérea
cima
Aviación Civil
IMN
OVSICORI
Afectacion por acidificacion
Pluma de
Ceniza.
Aeropuerto
El impacto de las cenizas en la seguridad aérea es un aspecto que todavía no se
ha discutido a profundidad en este país. El efecto económico directo e inmediato se
haría sentir en caso de erupciones similares a las de Irazú a principios de los 60´s.
Cuatro erupciones freáticas en cuatro años ha sido solo un simulacro natural.
El trabajo de la Comisión Nacional de Emergencias (CNE) puede ser reforzado
para atender un escenario de actividad magmática sostenida.
Gracias.
Mas info: [email protected]
Agradecimiento al INGEMMET por su invitación y
hospitalidad. Al OVSICORI por motivar nuestro
trabajo diario.
26 set 2013
Abril 2008