Una aproximación a la validación de datos térmicos satelitales mediante observaciones in situ en Isla Decepción, Antártida

Abstract

La temperatura superficial del suelo (Land Surface Temperature -LST-) es una variable de gran interés en el estudio de las ciencias de la tierra, en particular para estimar anomalías térmicas vinculadas a sistemas volcánicos e hidrotermales a partir de imágenes satelitales. El monitoreo de la actividad volcánica involucra diversas tareas de vigilancia,entre las cuales los datos recopilados por sensores remotos, en combinación con los obtenidos in situ, desempeñan un papel fundamental al proporcionar un conocimiento integrado del área de estudio. Los datos de campo son esenciales para validar y calibrar los datos obtenidos mediante tele detección (Pérez& Muñoz, 2006). El objetivo de este trabajo es destacar la importancia dela medición de datos térmicos en campo para validar las estimaciones de LST,contribuyendo al monitoreo volcánico de Isla Decepción. Isla Decepción (62°57’ S; 60°38’O) se ubica dentro del Sector Antártico Argentino, en el Estrecho de Bransfield. La isla forma parte del archipiélago de las Islas Shetland del Sur.Es un volcán en escudo que se origina en el marco del rift del Estrecho de Bransfield, el cual se desarrolla en una cuenca marginal de tras arco entre la Península Antártica y las Islas Shetlanddel Sur (Geyer et al. 2021). La isla aloja un sistema magmático-hidrotermal que ha desarrollado una serie de anomalías térmicas zonales, que en adelante se denominarán suelos calientes, y de anomalías térmicas puntuales vinculadas a fumarolas. Estas anomalías varían entre 20°C y 100°C (Agusto et al. 2022). Para alcanzar los objetivos propuestos, se aplicó la metodología desarrollada por Avdan y Jovanovska (2016)en tres imágenes de los sensores OLI y TIRS de Landsat 8 y 9, con una resolución de 30 y 90 metros respectivamente, correspondientes a los años 2022y 2023, para obtener el LST. En el campo, se evaluaron lugares previamente identificados como zonas de suelos calientes según datos satelitales (definidos en este trabajo como sitios con T° superiora 15°C como primer umbral exploratorio), y a zonas previamente descritas con anomalías hidrotermales (Lamberti et al. 2022). Para las mediciones en campo, se diseñaron diez conjuntos de muestreo equidistantes,cada 50 o 100 metros, según la variabilidad espacial de temperaturas observada en las imágenes satelitales, ubicadas en los principales sitios con suelos calientes. Este patrón de muestreo reúne 800 puntos en los que se realizaron mediciones de temperatura interna (Ti) (~12 cm profundidad) y superficial (Ts) del suelo (~1cm), temperatura ambiente, sensación térmica y velocidad del viento, utilizando termómetros digitales de precisión (Hanna HI 935005N) y un anemómetro (FineOffset WS4003). Los resultados de este estudio permitieron detectar valores de LST en un rango de entre -5 °C y 21 °C. Las mediciones in situ, con un rango de-2.0° C a 97° C, revelaron que algunas áreas corresponden a afloramientos rocosos y pendientes con orientaciones preferenciales (N-NE) calentadas por la radiación solar, en comparación con zonas circundantes. Además, se observó que la relación entre la temperatura superficial y la temperatura interna varía entre los sitios hidrotermales y aquellos sin influencia hidrotermal. En los sitios hidrotermales, se registraron valores Ts/Ti < 1, lo que indica una mayor temperatura interna, mientras que en el resto de los sitios, la relación Ts/Ti > 1. Esto permitiría distinguir y delimitar con mayor precisión las anomalías térmicas hidrotermales en el terreno de aquellas zonas calientes generadas por efectos exógenos identificadas en las imágenes LST. Los resultados de este trabajo permitirán ajustar la metodología utilizada para obtener datos térmicos satelitales, incorporando correcciones de nubosidad y altitud. Además, se realizarán análisis geoestadísticos de los datos de campo para evaluar la correlación entre estos y las estimaciones satelitales. Se buscará definir umbrales de temperatura más precisos para identificar suelos calientes en las imágenes LST, mejorando así la precisión y utilidad de estos datos en el monitoreo volcánico de Isla Decepción.