La vigilancia continua de los volcanes es esencial para que los volcanólogos identifiquen los precursores que permiten prever una erupción volcánica, así como su fase de “reposo”, entre la siguiente erupción. Los y las científicas estudian de diversas maneras las señales de un volcán en actividad: medición directa y remota de los gases que emite, análisis químicos de sus fumarolas, o sismicidad del volcán. Una de ellas es la geodesia, que se ocupa del estudio y la determinación de la forma y dimensiones de la Tierra. En la actualidad, la geodesia se ocupa de la física de la Tierra, los océanos, la atmósfera y la criósfera a todas las escalas, además de contribuir a la topografía y cartografía mundial. La cantidad y precisión de las mediciones geodésicas por satélite han aumentado con el tiempo, revolucionando el seguimiento de los procesos tectónicos y sus consecuencias, como terremotos, tsunamis y erupciones volcánicas. ¿Qué es el monitoreo satelital de alta precisión? Una de las técnicas geodésicas es el GNSS (Sistema Mundial de Navegación por Satélite), sistema que utiliza múltiples satélites para proporcionar una mejor precisión en el posicionamiento geoespacial. Esta técnica incluye los GPS, GLONASS, Galileo, entre otros, pero a diferencia del Global Positioning System (GPS) que consta de 31 satélites en órbita, el GNSS tiene cobertura global, por lo que si un satélites falla, sus receptores pueden captar señales de otros sistemas, o si la línea de visión está obstruida, se puede tener acceso a múltiples satélites. “El GNSS se usa para comprender la acumulación de la energía sísmica durante el periodo intersísmico y la liberación de la energía durante el periodo co-sísmico en forma de terremoto. Pero también se ha documentado que la deformación de la superficie debida a terremotos, tsunamis y erupciones volcánicas produce cambios ionosféricos en el TEC (contenido total de electrones)”, explica el investigador del Instituto Milenio de Investigación en Riesgo Volcánico - Ckelar Volcanes, Mahesh Shrivastava, quién actualmente lidera un estudio inédito en la Región Antofagasta : aplicar este sistema GNNS en el monitoreo de cuatro volcanes de la Región de Antofagasta: Lascar, San Pedro, Lastarria y Socompa. El sistema GNSS de alta precisión, explica el experto en geodesia de la Universidad Católica del Norte, permite mediante la observación y recepción de datos de señales satelitales, determinar el movimiento del suelo de los sistemas volcánicos y si la superficie ha tenido alguna deformación. Esta imagen a gran escala de la deformación del volcán se usa al mismo tiempo para construir un modelo de lo que está ocurriendo bajo la superficie y localizar de esta manera, los reservorios de magma. ¿Dónde instalarán la estación? Mahesh Shrivastava junto a su equipo instalará una estación GNSS (antena, receptor, panel solar, baterías, etc.), al este y el oeste de los cuatro volcanes de Antofagasta, a unos 5 a 10 kilómetros, para seguir el patrón de deformación de la estructura volcánica. Los equipos reciben información sobre el volcán durante meses, a través de la red de sensores GNSS que emiten señales de los satélites y que pueden seguir los movimientos tridimensionales de la superficie del suelo. Posteriormente, se realizan campañas para extraer los datos recogidos por el instrumento, que suelen ser muy precisos. “Es muy parecido a cómo funciona el sistema de vigilancia sísmica: los receptores captan el movimiento del sistema volcánico y, de esta forma, se establece el comportamiento del suelo del volcan. De esta manera, se puede saber concretamente si se ha deformado la superficie del terreno”, explica el investigador principal de Ckelar Volcanes. El experto de la UCN, empleó este sistema en una investigación previa, que buscaba detallar el viaje de las ondas que emergieron de la actividad eruptiva del volcán Hunga Tonga Ha’apai, en la región polinesia de Oceanía en enero de 2022, y cómo fue la deformación en la zona post erupción. “Las formas innovadoras de utilizar el GNSS, asegura Mahesh Shrivastava, han dado lugar a análisis de vanguardia que combinan varios conjuntos de datos. En el caso de los volcanes: medición a distancia de la emisión de gases, el análisis químico de sus fumarolas y la sismicidad, lo que mejorará la evaluación del peligro volcánico y detectar oportunamente alguna actividad volcánica”.
Un grupo internacional de volcanólogos liderados por la investigadora postdoctorante del Instituto Milenio Ckelar Volcanes, Susana Layana, realizó un seguimiento del volcán Lastarria en el norte de Chile por más de una década. Las mediciones de dióxido de azufre y los estudios químicos de gases realizados en el volcán Lastarria durante 13 años, revelaron un aumento persistente de emisiones de gases de origen magmático desde finales de noviembre de 2012, tras intenso levantamiento del suelo. Los resultados de esta investigación fueron publicados en la revista Frontiers in Earth Science , con el artículo llamado “Evolution of the magmatic-hydrothermal system at Lastarria volcano (Northern Chile) between 2006 and 2019: Insights from fluid geochemistry”. En un determinado momento de la investigación, los expertos notaron que el sistema comenzó a decaer causando el aumento del sistema magmático. Muchas veces el aumento del sistema magmático puede causar una erupción volcánica, como en otras (es una mayor probabilidad), el volcán presenta cambios o inestabilidades, pero no siempre desencadena en una erupción, como es el caso del Lastarria, explica la volcanóloga, Susana Layana. Los científicos descubrieron que a pesar de no hacer erupción en cientos de años (situación por la que no genera interés científico), el volcán Lastarria ha presentado muchas variaciones en su sistema interno. Por ende, el que no haga actividad eruptiva en mucho tiempo no quiere decir que no lo pueda hacer en el futuro. Por estudios anteriores en 1998, el volcán presentó una deformación a una escala mucho más regional, en un área mucho más grande a donde se encuentra. Los expertos planean seguir investigando estas reacciones con el objetivo de saber si corresponden a tendencias cíclicas, siendo una respuesta a la deformación o simplemente una combinación de más de un proceso. Para cerrar, Layana añade cualquier cambio que veamos nos permite de cierta forma entender el volcán, pero también quizás hacer una proyección de cómo se pueden comportar los otros volcanes que geológicamente son similares, sobre todo en el norte de Chile.
La vigilancia continua de los volcanes es esencial para que los volcanólogos identifiquen los precursores que permiten prever una erupción volcánica, así como su fase de “reposo”, entre la siguiente erupción. Los y las científicas estudian de diversas maneras las señales de un volcán en actividad: medición directa y remota de los gases que emite, análisis químicos de sus fumarolas, o sismicidad del volcán. Una de ellas es la geodesia, que se ocupa del estudio y la determinación de la forma y dimensiones de la Tierra. En la actualidad, la geodesia se ocupa de la física de la Tierra, los océanos, la atmósfera y la criósfera a todas las escalas, además de contribuir a la topografía y cartografía mundial. La cantidad y precisión de las mediciones geodésicas por satélite han aumentado con el tiempo, revolucionando el seguimiento de los procesos tectónicos y sus consecuencias, como terremotos, tsunamis y erupciones volcánicas. ¿Qué es el monitoreo satelital de alta precisión? Una de las técnicas geodésicas es el GNSS (Sistema Mundial de Navegación por Satélite), sistema que utiliza múltiples satélites para proporcionar una mejor precisión en el posicionamiento geoespacial. Esta técnica incluye los GPS, GLONASS, Galileo, entre otros, pero a diferencia del Global Positioning System (GPS) que consta de 31 satélites en órbita, el GNSS tiene cobertura global, por lo que si un satélites falla, sus receptores pueden captar señales de otros sistemas, o si la línea de visión está obstruida, se puede tener acceso a múltiples satélites. “El GNSS se usa para comprender la acumulación de la energía sísmica durante el periodo intersísmico y la liberación de la energía durante el periodo co-sísmico en forma de terremoto. Pero también se ha documentado que la deformación de la superficie debida a terremotos, tsunamis y erupciones volcánicas produce cambios ionosféricos en el TEC (contenido total de electrones)”, explica el investigador del Instituto Milenio de Investigación en Riesgo Volcánico - Ckelar Volcanes, Mahesh Shrivastava, quién actualmente lidera un estudio inédito en la Región Antofagasta : aplicar este sistema GNNS en el monitoreo de cuatro volcanes de la Región de Antofagasta: Lascar, San Pedro, Lastarria y Socompa. El sistema GNSS de alta precisión, explica el experto en geodesia de la Universidad Católica del Norte, permite mediante la observación y recepción de datos de señales satelitales, determinar el movimiento del suelo de los sistemas volcánicos y si la superficie ha tenido alguna deformación. Esta imagen a gran escala de la deformación del volcán se usa al mismo tiempo para construir un modelo de lo que está ocurriendo bajo la superficie y localizar de esta manera, los reservorios de magma. ¿Dónde instalarán la estación? Mahesh Shrivastava junto a su equipo instalará una estación GNSS (antena, receptor, panel solar, baterías, etc.), al este y el oeste de los cuatro volcanes de Antofagasta, a unos 5 a 10 kilómetros, para seguir el patrón de deformación de la estructura volcánica. Los equipos reciben información sobre el volcán durante meses, a través de la red de sensores GNSS que emiten señales de los satélites y que pueden seguir los movimientos tridimensionales de la superficie del suelo. Posteriormente, se realizan campañas para extraer los datos recogidos por el instrumento, que suelen ser muy precisos. “Es muy parecido a cómo funciona el sistema de vigilancia sísmica: los receptores captan el movimiento del sistema volcánico y, de esta forma, se establece el comportamiento del suelo del volcan. De esta manera, se puede saber concretamente si se ha deformado la superficie del terreno”, explica el investigador principal de Ckelar Volcanes. El experto de la UCN, empleó este sistema en una investigación previa, que buscaba detallar el viaje de las ondas que emergieron de la actividad eruptiva del volcán Hunga Tonga Ha’apai, en la región polinesia de Oceanía en enero de 2022, y cómo fue la deformación en la zona post erupción. “Las formas innovadoras de utilizar el GNSS, asegura Mahesh Shrivastava, han dado lugar a análisis de vanguardia que combinan varios conjuntos de datos. En el caso de los volcanes: medición a distancia de la emisión de gases, el análisis químico de sus fumarolas y la sismicidad, lo que mejorará la evaluación del peligro volcánico y detectar oportunamente alguna actividad volcánica”.
Un grupo internacional de volcanólogos liderados por la investigadora postdoctorante del Instituto Milenio Ckelar Volcanes, Susana Layana, realizó un seguimiento del volcán Lastarria en el norte de Chile por más de una década. Las mediciones de dióxido de azufre y los estudios químicos de gases realizados en el volcán Lastarria durante 13 años, revelaron un aumento persistente de emisiones de gases de origen magmático desde finales de noviembre de 2012, tras intenso levantamiento del suelo. Los resultados de esta investigación fueron publicados en la revista Frontiers in Earth Science , con el artículo llamado “Evolution of the magmatic-hydrothermal system at Lastarria volcano (Northern Chile) between 2006 and 2019: Insights from fluid geochemistry”. En un determinado momento de la investigación, los expertos notaron que el sistema comenzó a decaer causando el aumento del sistema magmático. Muchas veces el aumento del sistema magmático puede causar una erupción volcánica, como en otras (es una mayor probabilidad), el volcán presenta cambios o inestabilidades, pero no siempre desencadena en una erupción, como es el caso del Lastarria, explica la volcanóloga, Susana Layana. Los científicos descubrieron que a pesar de no hacer erupción en cientos de años (situación por la que no genera interés científico), el volcán Lastarria ha presentado muchas variaciones en su sistema interno. Por ende, el que no haga actividad eruptiva en mucho tiempo no quiere decir que no lo pueda hacer en el futuro. Por estudios anteriores en 1998, el volcán presentó una deformación a una escala mucho más regional, en un área mucho más grande a donde se encuentra. Los expertos planean seguir investigando estas reacciones con el objetivo de saber si corresponden a tendencias cíclicas, siendo una respuesta a la deformación o simplemente una combinación de más de un proceso. Para cerrar, Layana añade cualquier cambio que veamos nos permite de cierta forma entender el volcán, pero también quizás hacer una proyección de cómo se pueden comportar los otros volcanes que geológicamente son similares, sobre todo en el norte de Chile.
