Transcript Volcán de Fuego, Guatemala Acercamiento multidisciplinario para el modelado de sismicidad de muy larga periodo (VLP) Kyle Brill.

Volcán de Fuego, Guatemala
Acercamiento multidisciplinario para el modelado de sismicidad
de muy larga periodo (VLP)
Kyle Brill
Agradecimientos:
John Lyons, Patricia Nadeau, José Luis Palma, Joshua Richardson,
Bill Rose, MTU
Gustavo Chigna, INSIVUMEH
Eddy Sanchez, INSIVUMEH
Jeff Johnson, NMT
Jonathan Lees, UNC
PASSCAL Instrument Center
Financiamiento por National Science Foundation
Introducción
•
3800 m estratovolcán basáltico
•
Último erupción grande (VEI 4) en 1974
•
1-3 erupciones de VEI 2 cada año desde 1999
•
Alto riesgo para comunidades pequeños
cercanas
•
Sistema de orificio abierto
•
Actividad cíclico recién documentada
•
Estamos trabajando de datos integrados para
mejorar el entendimiento de esta sistema
•
Además de las metas científicas, estamos
interesados en los implicaciones practicas para
la mitigación de riesgos
Ubicación de Equipos
Ciclos Eruptivos: 2005-2007
•
Observaciones visuals muestra
patrones repetidos de tres tipos
de actividad
•
1) efusión pasiva de lava con
explosiones pequeños
•
2) paroxismal, erupciones durando
24-48 horas
•
3) explosiones discretos,
frecuentemente con componentes
piroclásticos, sin flujos de lava
Lyons et al., Bull. Volc. 2009
Ciclos Eruptivos: 2005-2007
Efusión Pasiva de Lava
Erupciones Paroxismales
Explosiones de Desgasificación
Explosiones de Desgasificación
QuickTime™ and a
decompressor
are needed to see this picture.
•
16 January 2008 desde La Meseta ~1 km al norte del cumbre
Explosiones de Desgasificación
QuickTime™ and a
decompressor
are needed to see this picture.
•
17 January 2008 desde La Meseta ~1 km al norte del cumbre
Explosiones Estrombolianos
QuickTime™ and a
decompressor
are needed to see this picture.
•
19 January 2009 desde La Meseta ~1 km al norte del cumbre
Erupción Paroxismal
QuickTime™ and a
YUV420 codec decompressor
are needed to see this picture.
•
July 2007 desde OVFUEGO, 7 km SSO
De: John Lyons, MTU
Observaciones Visuales y Datos Geofísicas
Lyons et al., Bull. Volc. 2009
•
Amplitud de tremor no está
correlacionado obviamente con extensión
de flujo de lava
-
•
Tremor fuerte no siempre asociado con
erupciones
Forma de picos de tremor cambian con
cada evento
• Períodos prolongados de fuerte temblor sin
efusión de lava
• Temperaturas elevadas determinadas por
medidas de satélites durante erupciones
paroxismos (aunque menos destacados
durante la época de lluvia)
Ejemplos de Señales Sísmicos y
Acoústicos
•
Erupciones paroxismales dominadas por tremor sísmico de
banda angosta sin armonías
•
Explosiones individuales dificiles de detectar en los registros
infrasonidos
Ejemplos de Señales Sísmicos y
Acoústicos
•
Explosiones de desgasificación caracterizados por explosiones
moderados o grandes
•
Generalmente la cantidad de ceniza se vuelve menos y el volumen se
vuelve más fuerte por la duración de cada evento
•
Propoción de energía acoustica a energía sismica está elevada relativo a
explosiones ocuriendo durante de periodos de efusión de lava
Ejemplos de Señales Sísmicos y
Acoústicos
•
Periodos de efusón de lava normalmente tienen tremor sísmico
variable
•
Explosiones tienen menor amplitud, pero duran más tiempo
Modelo del Trabajo para Cíclo de Erupciones:
Un Sistema Dirigido por Gases
Crecimiento y colapso rápido de espuma
(Jaupart and Vergniolle 1989)
Efusión de lava pasiva y
explosiones estrobolianas
crecimiento estable de
espuma y flujo por el conduíto
Erupciones paroxismales
crecimiento no estable de
espuma y colapso
Explosiones desgasificadas
crecimiento lento de espuma,
presurización permitida por
sellados de corto plazo
Eventos Pequeños
Repetitivos
•
Duran poco tiemo
(segundos)
•
Banda angosta alrededor
de 2 Hz (similar al tremor)
•
Sin señal infrasónico
•
Muy similares evento a
evento
Eventos Pequeños
Repetitivos
•
Cada evento muy
similares a los demás
•
Señales radiales
dominates
•
Primer movimiento fuera
del fuente
•
No señal infrasónico
•
Aparentamente no señal
de SO2
Eventos Repetetivos
•
Probablamente indicativo de processo de origen nodestructivo
•
Quizás representativos de componentes dinámicas importantes
de erupciones
•
Tal vez los volcanes tienen varios tipos de eventos repetetivos
(LP, VLP) relacionado a movimientos de magma, presurización
repetida, etc.
•
Observado alrededor de fallas establecidas y glaciares
Crater Tiene Múltiples Orificios Activos
Fotos Por
Gustavo Chigna, INSIVUMEH,
Marzo 2008
Orificios Son Algo Independientes
Datos de FLIR por José Luis Palma, MTU, July 2008
Cámera de UV para SO2 Volcanico
•
Absorbancia de UV absorbance
proporcionado a concentración de SO2
y ancho de la pluma
•
Comparado con células de calibración
de concentración conocidos
•
Medir la absorbancia en un perfil
perpendicular de la pluma
•
Velocidad de la pluma estimada de
sequencias de imagenes
•
Da indices de emisións de alta
resolución temporal
Cámera de UV para SO2 Volcanico
15 minutos
•
Variaciones de relativamente baja frecuencia (~1 min) son
superpuestas por variaciones a largo plaza
•
Variaciones de más corto plaza correlacionado a soplados
•
Variaciones de 1 minuto tal vez relacionados a burbujas grandes de gas
•
Variaciones de largo plaza tal vez relacionado a convecciones en la
camera magmáctica
Disminuye las Emisión de SO2 Antes de las
Explosiones
•
Alta resolución temporal de los datos de
la cámera de UV (1-2 segundos por
muestra) facilita la integración con datos
sísmicos y acústicos
•
Aquí el tremor se baja al mismo tiempo
de la emisión de SO2
•
¿Está sellando el sistema antes de
explosiones?
Cámera de UV se permite
interpretación y integración
detellado
•
Imagen de 2D permite
identificación de multiples fuentes
•
2ª vento visible
•
Actividad fumerolica muchas veces
se aumenta inmediatamentet antes
de explosiones
•
Explosiones con grandes cantidades
de ceniza no permite la derivación
de emisión de SO2
Summary
•
Gas-driven system: transition between eruptive styles due to
variable input of gas-rich magma
•
Degassing explosions are deeper within the conduit
-
•
Consistent with observations from 2005-2007
During 2009, magma was much closer to the surface and
degassing more vigorous
-
Failed paroxysmal eruption?
Movimiento de Partículos de
Explosiones de VLP (30 sec): 2009
•
High sample rate of UV camera
data (1-2 seconds per sample)
facilitates integration with seismic
and acoustic data
•
Here the tremor decreases as the
SO2 emission drops
•
Is the system sealing prior to
explosion?
Lyons and Waite, 2011
Movimiento de Partículos de
Explosiones de VLP (30 sec): 2009
•
High sample rate of UV camera
data (1-2 seconds per sample)
facilitates integration with seismic
and acoustic data
•
Here the tremor decreases as the
SO2 emission drops
vento
•
Is the system sealing prior to
explosion?
Lyons and Waite, 2011
Mechanismo de Fuente de
Explosión: 2009
Sill
Dike
Lyons and Waite, 2011
Complejidad de Vento
2009 vento
primario
2009 vento
segundario
Vent Complexity
2008 vento
secundario
2008 vent
primario
VLPs de 2008 y 2009
•
En 2008 señales de VLP eran muy repetitivos,
igual en 2009
•
Explosiones en 2008 tenía ΔP más bajo en los
registros infrasónicos (10 vs 100 Pa) y duraron
más tiempo
VLPs de 2008 y 2009
•
En 2008 señales de VLP eran muy repetitivos,
igual en 2009
•
Explosiones en 2008 tenía ΔP más bajo en los
registros infrasónicos (10 vs 100 Pa) y duraron
más tiempo
•
VLPs de 2008 fueron más bajo de amplidud (1/6)
•
En 2008 señales de VLP eran muy repetitivos,
igual en 2009
•
Explosiones en 2008 tenía ΔP más bajo en los
registros infrasónicos (10 vs 100 Pa) y duraron
más tiempo
•
VLPs de 2008 fueron más bajo de amplidud (1/6)
•
Misma proporción de movimiento de las
partículas
vertical
2008 and 2009 VLPs
radial
Soplos se correlacionan con VLPs
•
High sample rate of UV camera data (1-2
seconds per sample) facilitates
integration with seismic and acoustic
data
•
Here the tremor decreases as the SO2
emission drops
•
Is the system sealing prior to explosion?
2008: Emisión de SO2 Se Correlaciona
con VLPs
event 3
•
Masas de SO2 integrada por cada soplo son proporcionados a
los movimientos sísmicas
2008: Emisión de SO2 Se Correlaciona
con VLPs
•
Masas de SO2 integrada por cada soplo son proporcionados a los
movimientos sísmicas
Conclusiones Importantes de Datos
Integrados del Volcán de Fuego
•
VLP son correlacionados de soplas sin ceniza desde el vento
del cumbre
•
SO2 aumenta inmediatamente despues de cada VLP y baja
antes también
•
•
patrón de sello parcial -> perdida de gas causa VLP -> repite
Masas de SO2 correlacionacon amplitude de VLP -> momenta > cambio de volumen
•
1.5 X 10-10 kg SO2 por Nm momenta sísmica
•
•
factor de ~50 más pequeño de 7.4 X 10-9 kg SO2 por Nm
desde explosiones de Asama (Kazahaya et al., 2011)
3.5 kg SO2 por m3 en el sill -> presión en crack de casí 10
MPa
Trabajos Actuales
•
Trabajo con datos
de 9 estationes
de banda ancha
installado
durante enero de
2012