Variaciones en la laguna cratérica del Volcán Copahue y su relación con las emisiones de gas y ceniza durante 2018-2021

Abstract

El volcán Copahue (37º 51´ S - 71º 09´ O, 2977 m.s.n.m.) se ubica en el límite internacional entre Argentina y Chile, en la provincia de Neuquén, localizado a 6 y 9 km de las localidades de Copahue y Caviahue, respectivamente. Este volcán es el centro eruptivo más estudiado de la Argentina y, debido a su frecuente actividad eruptiva y al riesgo que representa para las poblaciones, es actualmente monitoreado por el Observatorio Argentino de Vigilancia Volcánica (OAVV-SEGEMAR) y el Observatorio Volcanológico de los Andes del Sur (OVDAS-SERNAGEOMIN, Chile). El último ciclo eruptivo del volcán Copahue se inició en el año 2012 y se mantiene aún en curso. Desde el año 2017 y hasta la actualidad, la actividad se ha mantenido casi constante con emisiones de vapor-gases y cenizas. El cráter activo aloja una laguna ácida con temperaturas promedio de ~80°C y pH < 3,5 (Agusto y Varekamp 2016). Esta laguna cratérica (LC) ha presentado variaciones significativas en su tamaño en los últimos años, en algunos casos llegando a desaparecer por completo. El monitoreo in situ de este proceso es limitado debido a su difícil acceso, especialmente durante la temporada invernal. Durante los años 2019 y 2020, simultáneamente a la remisión de la laguna se registraron aumentos significativos en la emisión de SO2 a través de imágenes satelitales del instrumento de monitoreo troposférico (TROPOMI, Theys et al., 2017), seguidos de emisiones de ceniza e incandescencia. Para el año 2020 se registraron alturas máximas de columnas de cenizas que alcanzaron los 1,68 km sobre el nivel del cráter; mientras que las tasas de emisión de SO2 han llegado a superar, de manera puntual, las 7000 toneladas/día (reportes de actividad volcánica OVDAS/OAVV). Todo esto sugiere que, para el estado de actividad del volcán Copahue en los últimos años, existiría una relación de causalidad entre la dinámica estacional de la LC y la dinámica de emisión de gases y partículas del sistema. Para explorar esta hipótesis, se llevó a cabo un análisis de la evolución de la LC. Se utilizaron imágenes satelitales PlanetScope de 3,7 m de resolución (http://www.planet.com), las cuales trabajan en anchos de banda multiespectrales RGB y cercanas al infrarrojo. Estas imágenes presentan una periodicidad diaria que permite observar tanto las modificaciones en el tamaño de la laguna como así también parte de la actividad superficial del volcán (ej.: eventos de emisión de ceniza y/o vapor). Estas imágenes permitieron el cálculo del área de la LC a partir de polígonos regulares, para el periodo abarcado desde enero 2018 hasta diciembre 2020. El principal aporte de agua para la LC proviene de las precipitaciones níveas durante la época invernal, debido a la cota de altura y las temperaturas medias. Por este motivo, se analizaron datos meteorológicos de precipitaciones y temperaturas, obtenidos del modelo CHIRPS (USGS-EROS; Funk et al., 2014) para las precipitaciones acumuladas diarias y del modelo CFSR (NOAA-NCEP; Saha et al., 2010) para las temperaturas medias diarias. Los datos meteorológicos revelaron que el período húmedo se concentra entre los meses de mayo y octubre, con precipitaciones máximas de 100 mm. A su vez, las temperaturas comienzan a descender con una marcada tendencia en los meses de mayo-junio, alcanzando un mínimo promedio de -5°C. Finalizado este período, las temperaturas se incrementan alcanzando valores máximos de 20°C, lo cual favorece el derretimiento de la nieve (Figura 1a). A partir del análisis de las imágenes satelitales y la integración de los datos meteorológicos, se observó que el tamaño de la laguna ha variado entre un máximo de 60000 m2 y un mínimo de 0. La disminución de la LC se produce de manera paulatina, acompañada por el descenso de la temperatura ambiente y en contraposición al aumento de las precipitaciones, ocurriendo de manera cíclica durante el período 2019-2021 (Figura 1a). Sin embargo, en el año 2018 la recuperación de la LC es menor, observándose asimismo una mayor actividad volcánica superficial con emisión de cenizas e incandescencia aún en los meses estivales (Figura 1b). Por otra parte, a partir de 2019, se observa una ciclicidad en la emisión del material particulado coincidente con los mínimos de la LC, entre los meses de julio y octubre (reportes de actividad volcánica de OVDAS/OAVV). En consecuencia, se infiere que la disminución o ausencia de la LC favorecería la generación de un sellado químico en los conductos superficiales, producto de la evaporación de la laguna, la emisión continua de gases volcánicos y el desbalance hídrico durante los meses fríos. Este sellado se asemejaría al sugerido por Agusto et al. (2017), para el caso ocurrido durante junio de 2004. Este proceso aumentaría la presión dentro de los conductos superficiales, lo cual es coherente con momentos de aumento en la energía y frecuencias dominantes del tremor continuo (reportes de actividad volcánica de OVDAS/OAVV), hasta romperse parte del sellado que permita la consecuente emisión del gas y material particulado acumulados. Por lo tanto, se interpreta que la ciclicidad estacional de la LC influye de manera directa en la actividad superficial del volcán Copahue, favoreciendo las emisiones de material particulado y gases ácidos durante los momentos de mayor disminución de la misma. Es importante destacar que el OAVV se encuentra trabajando en diversas metodologías para incrementar el volumen de información disponible sobre la evolución de este sistema volcánico. Una de ellas es la utilización de datos de TROPOMI previos al 2021 para analizar el comportamiento base de la relación gases magmáticos-laguna cratérica. Por otro lado, la información presentada en este documento está siendo contrastada con resultados obtenidos del procesamiento de los datos sísmicos registrados en el área, los que dan cuenta de la energía acumulada y liberada por el sistema magmático en el tiempo. La combinación de estos resultados permitirá ampliar la comprensión de la dinámica eruptiva del volcán Copahue mejorando a su vez la eficiencia del OAVV en la emisión de alertas.