Crecimiento del Domo

Miembros

-Steve Anderson, Estados Unidos

-Karen Bemis, Estados Unidos

-Michael Conway, Estados Unidos

-Gloria Patricia Cortes S., Colombia

-Luke Flynn, Estados Unidos

-Richard Harwood, Estados Unidos

-Zinzuni Jurado, Estados Unidos

-Johannes Obenholzner, Austria

-Michael Ort, Estados Unidos

-Claus Siebe, Mexico

-Lee Siebert, Estados Unidos

Objectivos

Desde 1902, el vulcanismo del compljo volcánico Santa María-Santiaguito ha causado la muerte de más de 5,000 guatemaltecos y ha incidido directa e indirectamente en la mue y detrucción de tierras agrícolas a lo largma o del sistema de drenajes de los ríos Nimá y Samalá. Nuestro principal objetivo es recomendar un curso de monitoreo para la mitigación del peligro volcánico de Santa María-Santiaguito. Hasta el presente, los peligros volcánicos del complejo persisten en su mayor parte por la actividad en el domo Santiaguito. Por lo tanto es esencial:

1) Comprender la naturaleza del domo y de las erupciones piroclásticas de Santiaguito desde su nacimiento en 1922 hasta el presente.

2) Identificar los peligros asociados con estos procesos eruptivos. Esto incluye hasta el momento los peligros no documentados que no han sido observados en Santiaguito y que han ocurrido en otros domos y que son un peligro potencial para Santa María-Santiaguito.

El domo Santiaguito es un complejo de domos con cuatro cráteres mayores. El crecimiento de domos ha consistido en una alternancia exógena (Ciclos efusivos de lavas daciticas), y periódos endógenos (inflación de domos) (Rose 1972).

Metodología

Después de discusiones técnicas del monitoreo sobre la actividad del domo, es necesario describir brevemente los peligros volcánicos asociados con el crecimiento del domo.

El principal peligro directamente asociado con el crecimiento del domo incluye:

Colapso de Domo: El colapso de domos tiene como resultado un evento catastráfico de flujos de escombros (p.e. el colapso de Cerro Quemado hace aproximadamente 1150 años atrás). La avalancha resultante puede moverse decenas de kilómetros tierra abajo, desvastando todo lo que encuentre a su paso. El colapso en gran escala de edificios domales son comunmente inducidos por eventos sísmicos o intrusión de magmas hacia el edificio. Si bien el colapso del edificio de Santiaguito nunca ha ocurrido, la combinación de pendientes escarpadas, estructuras brechosas, alteración hidrotermal y eventual sismicidad hace que el domo sea potencialmente colapsable.

Flujos Piroclásticos: Históricamente los flujos piroclásticos de Santiaguito, se han desplazado desde pocos km hasta un máximo de 12 km. Los flujos piroclásticos se originan de varias formas: erupciones volcánicas, colapsos de tapones de lava, colapso de flujos de lenguas de lava. El flujo piroclástico de 1929 dió muerte a cientos de personas y destruyó piedades a lo largo del si sistema de dranajes de los ríos Nimá Segundo y Tambor hacia el sur en El Palmar.

Desechos de Escombros Volcánicos: En los ultimos años ffotografías evidencian degradación erosional en el flanco norte de Santiaguito. Una amplia escala de erosión fue vista por primera vez en febrero de 1990 en el Monje, La Mitad y cono Caliente. Con base en la evidencia fotografica, el área afectada en el flanco norte ha incrementado el volúmen de escombros depositados desde aproximadamente 24,000 m[2 ]hasta aproximadamente 90,000 m[2]. Desde febrero de 1990 la erosión del flanco norte ha migrado lateralmente incluyendo el Cono Caliente y ahora El Brujo. La erosión sobre el flanco sur no es extgensa y recientes escarpas erosionales no son comunes. Hasta el presente, la erosión en el flanco noreste del Cono Caliente parece tener espinas peleanas en la cima.

La causa de este repentino incremento de los desechos volcánicos es problemente conocido. Una hipótesis es la intrusión de magma entre La Mitad y El Monje dilatando la parte central del domo produciendo fracturas radiales a lo largo de las cuales hay presencia de brechas no consolidadas. Una segunda hipótesis son las combinaciones climáticas, edad de los domos y la naturaleza de sus depósitos y probablemente la presencia de un fuerte sistema hidrotermal y subsecuente alteración dando como resultado la inestabilidad y su erosión hacia la base. A medida que grandes vólumenes de material se remueven por la erosión, se aumenta aún más la posibilidad de colapso de la infraestructura del domo.

Colapso de Santa María: La cúpula sobre empinada de la parte sur del Santa María podrí cocolapsar potencialmente. Un evento podría dirigir una avalancha de escombros sobre

Santiaguito destruyendo potencialmente el domo y despresurizando la cámara magmática. Esto podría dar como resultado una catastrófica erupción lateral similar a la ocurrida el 18 de mayo de 1980 en Mount Saint Helens.

Tecnicas de Monitoreo

En esta sección describimos los métodos que proveen datos fundamentales sobre el crecimiento pasado y presente de Santiaguito. La mayoria de los métodos son de bajo costo y requieren poco entrenamiento y podría ser complementado con los trabajordores de INSIVUMEH de la ciudad capital y del Observatorio Vulcánologico de Santiaguito.

1) Historia fotográfica de Santiaguito

Informaciones de fotográfias fechadas y de videos podrían suministrar volúmenes del domo, perfiles, localización y estilo de erupciones a lo largo del tiempo, que provee un mejor entendimiento de la interacción del crecimiento endógeno versus crecemiento exógeno. En este sentido podría proveer datos sobre la naturaleza y probabilidad de los peligros asociados con ambos tipos de crecimiento.

Un programa sistemático fotográfico usando tres sitios escogidos es esencial para continuar documentando la evolución de Santiaguito. Videos periódicos del domo y del cráter de explosión de 1902 podrían ser un importante complemento de este programa.

2) Estación Meteorólogica

En los últimos quince años fuertes erupciones piroclásticas han ocurrido en Santiaguito desde 1989 (Matías, 1990). Las erupciones coinciden con la estación lluviosa. Existe una correlación entre el clima y las erupciones volcánicas en otros domos (p.e. Mt. Saint Helens). Estadísticas de datos meteorólogicos, velocidad y cantidad de precipitación pluvial, presión barómetrica, temperatura, humedad, dirección y velocidad del viento y/o cobertura de la nubosidad desde el Observatorio Vulcanológico de Santiaguito es necesario para determinar la influencia de Santiaguito en el clima.

3) Observaciones Visuales de la Actividad de Santiaguito

Desde noviembre de 1990 observadores contratados y entrenados por vulcanólogos de INSIVUMEH, han observado el domo diariamente anotando condiciones del tiempo y catracterísticas de las erupciones verticales, avalanchas de bloques, etc. Este monitoreo es esencial para reconocer los cambios de la actividad de Santiaguito.

4) Deformación

La deformación del domo es el principal indicador de los cambios en el patrón de crecimiento. Un sistema de posisionador geográfico (GPS) y distanciometro electrónico (EDM) podrían dar datos esenciales sobre cambios en el comportamiento del domo y proveer un sistema de alerta temprana de peligros potenciales.

5) Mapas topográficos base

Es posible y barato a producir mapas-bases apartir de fotográfias aéreas. Datos de mapas topográficos a gran escala proveen una línea base para el monitorear los efectos de los desechos de escombros volcánicos durante el crecimiento domal.

6) Análisis de ceniza

El tamaño, forma y composición de las cenizas reflejan la influencia magmática versus gases freatomagmáticos. En tal sentido se obtiene información sobre el estado del volcán.

7) Estudio comparativo de Cerro Quemado

Cerro Quemado es un domo complejo localizado a 5 Km. al norte de Santiaguito. No obstante el proceso similar de las composiciones geoquímicas y la existencia de la misma edad, los dos domos son totalmente diferentes. Estudios petrológicos y geoquímicos de los domos pueden proveer indicios para estos problemas.

8) Imágenes de satélite

Satélites AVHRR sobrepasan el altiplano volcánico de Guatemala dos veces diariamente. Imágenes térmicas estan realmente disponibles. Estas imágenes proveen datos cuantitativos del cráter y de la temperatura del cráter y de flujos de lava.

Recomendaciones

Las siguientes acciones podrían efectuarse inmediatamente para el monitoreo efectivo del crecimiento de Santiaguito, para reconstruir la evolución histórica del domo y para mitigar los peligros volcánicos de Santiaguito.

1) Recomendamos la instalación de una estación meteorológica en el observatorio de Santiaguito. Esta estación podría incluir el equipo meteorológico básico: Pluviómetro y pluviógrafo, anemómetro, barómetro, termómetros e instrumentos para la medición de humedad. Las mediciones podrían hacerse 3 o 4 veces por día.

2) Recomendamos con enfásis tomar fotográfias diariamente o semanalmente del domo y de cráter de explosión del domo de 1902 desde varios sitios. Los lugares convenientes incluyen: El Observatorio Vulcanológico de Santiaguito, Hotel Magermann y la cima de Santa María. Este último lugar provee una exelente cobertura del cráter activo del Cono Caliente.

3) Observaciones del domo desde el Observatorio podrían continuarse y ampliarse para incluir las mediciones meteoreólogicas muestreo de cenizas y deformación del domo.

4) Recomendamos con enfásis el uso del sistema posicionador geográfico y del distanciometro electrónico para Santiaguito. Recomendamos el despliegue de equipos de deformación cerca del cráter de deformación de 1902 para monitorear la estabilidad del flanco. Este equipo podra ser monitoreado por personal del Observatorio.

5) Las instalaciones del USGS en Flagstaff son capaces de producir rápidamente mapas bases a escala a partir de fotográfias áreas. Recomendamos fotográfias aéreas de Santa María-Santiaguito desde los años 40, disponibles en los archivos en la Universidad Técnologica y del Instituto Smithsoniano, para ser usados en la producción de mapas topográficos base.

6) Las instalaaciones del Servicio Geólogico de Austria (Inst. Geowissenschaftem *- MUL) El Dr. Obenholzner ha ofrecido hacer los análisis de las muestras de ceniza reciente. Recomendamos que el muestreo de la ceniza colectados por personal de INSIVUMEH se envíen por correo inmediatamente a Austria.

7) El laboratorio del Jet de Propulsión (JPL) distribuye datos númericos de los vuelos del AVHRR. Recomendamos con enfásis que los directores de INSIVUMEH contacten al Dr. Jim Garvin del JPL para obtener imágenes de Santiaguito.

8) El domo de Santiaguito en 1929 era considerablemente más pequeño que el actual, lo que ahora es redundante por los extensos flujos piroclásticos del domo. El orígen de estos flujos piroclásticos es insuficientemente conocido. Recomendamos el mapeo geólogico que podría ser combinado con estudios geoquímicos, petrográficos y estratigráficos que permita inferir el orígen y el peligro potencial de los flujos piroclásticos de Santiaguito.

9) Voluntarios locales de las fincas y poblaciones cercanas a Santa María-Santiaguito son un importante recurso potencial. Recomendamos contratar personas de fincas y aldeas que tomen muestras de ceniza y hagan observaciones periódicas del domo. Como ejemplo de este tipo de personas son los aldeanos contratados por el Dr. Richard Stoiber enlos las aldeas de Llanos del Pinal para observar el Santiaguito.

10) Por ultimo recomendamos el estudio de la interacción entre el sistema hidrológico y el cremiento del domolos mecanismos eruptivos conducidos por:

-energía de las explosiones

-cantidad de agua en las erupciones

-correlación con la precipitación pluvial