Domos de lava: Volcán Chillán

    Figura 1: Actividad explosiva en los Nevados de Chillán entre Enero 2016 - Diciembre 2017

    Por Nicolás Luengo 

    A fines de diciembre de 2017 la actividad del volcán Chillán cambió de una actividad netamente explosiva (magma expulsado como fragmentos en el aire) a una efusiva (salida pasiva del magma como un flujo de lava), llegando finalmente a la superficie formando un domo de lava al interior del nuevo cráter, recientemente llamado “Nicanor” en honor al fallecido antipoeta Nicanor Parra, oriundo de la zona de San Fabián de Alico. El cráter de ~210 metros de diámetro se formó entre enero de 2016 y fines de 2017 (Fig. 2), a partir de actividad explosiva hidro-volcánica (Fig.1) generada por la interacción entre el magma que ascendía y aguas contenidas al interior del edificio volcánico, las que se calentaron, vaporizaron y expandieron generando explosiones que excavaron la parte superior del cono afectando parcialmente los cráteres Arrau, Nuevo y casi en su totalidad al Chudcún, hasta formar el nuevo cráter (Fig. 2). ¡Es decir, durante durante 2 años el cuerpo magmático se fue haciendo camino hacia la superficie hasta encontrar la vía libre de acceso! Y ahí lo tienen hoy en día, emplazado en forma de domo.

     

    Figura 2: Formación del cráter Nicanor (en rojo). Fechas (en rojo) de la formación de los distintos cráteres durante el ciclo explosivo 2016-2017

    Figura 3: Crecimiento del domo

    Pero, ¿qué es un domo de lava?

    Un domo es un cuerpo de lava viscosa (composición andesítico a riolítico) extruido por una boca eruptiva, el cual se apila y acumula generalmente en el interior de un cráter de un cono volcánico. En general, se observa la formación de una sola estructura, pero también se pueden generar varias de estas, conformando un complejo o agrupación de domos (por ejemplo, el caso de la erupción del volcán Chaitén en el 2008). 
    Los domos de lava están compuestos por un núcleo dúctil, un caparazón solido-frágil y un talud de detritos. Pueden tener formas escarpadas o tabulares vistos en perfil; circulares, elípticos o irregulares vistos en planta y uniformes o variados con respecto al color y textura. En cuanto a tamaño pueden tener diámetros desde una decena de metros a pocos kilómetros y su altura puede llegar a ser superior a 1 km!
    El ciclo de vida de un domo de lava está caracterizado por períodos de crecimiento, reposo y colapso. Generalmente, las fases de crecimiento y reposo pueden durar de una semana a años, a distintas tasas de efusión (cantidad de material magmático que sale en un período de tiempo), pero el ciclo eruptivo total se puede extender por años a décadas.


    Existen distintos tipos de domos caracterizados por su morfología, esta última depende de diversos factores: características del magma, la topografía, la dinámica de ascenso y mecanismos de crecimientos, por lo que durante una erupción la morfología puede cambiar. Los domos tipo “torta” son bajos y llanos, con una superficie relativamente irregular y rugosa compuesta por bloques de lava. En cambio, los domos de tipo Peleano o spiny se caracterizan por tener espinas de lava irregulares a lo largo de la cresta del domo. Este tipo de domos está asociado a magmas muy viscosos, por lo que la espina sale al igual que cuando uno aprieta la pasta de dientes. Otro tipo de domos son los coulee, que corresponden a domos que tienen la capacidad de fluir en pendientes (en caso de estar emplazada en una), por lo que existe una transición hacia flujos de lava, y por tanto no generan flujos piroclásticos asociados a colapsos del domo. Por último, los criptodomos se forman bajo la superficie del volcán, es decir desarrollan esta estructura antes de alcanzar la superficie. Un criptodomo desestabilizó la ladera norte del Monte Santa Helena (USA) antes de la gran erupción de 1980, y en Chile, se ha reportado que el mismo fenómeno ocurrió hace unos 10.000 años en el volcán Parinacota.

    La actividad eruptiva asociada a los domos de lava se encuentra entre los fenómenos volcánicos más impredecibles y peligrosos que existen.

    ¿Por qué? Esto se debe a que los domos son estructuras muy dinámicas, ya que su comportamiento puede variar rápidamente desde una actividad efusiva (crecimiento y desarrollo de la estructura) a una actividad explosiva altamente riesgosa. Entonces, para el caso del domo del volcán Chillán ¿nuevamente veremos explosiones? Sí, es una posibilidad, pero el proceso explosivo es distinto al generado durante la interacción magma-agua como se ha dicho al comienzo de esta nota.

    ¿Cuáles son los peligros que pueden generar los domos?

    1- Actividad explosiva y flujos piroclásticos por colapso de columna eruptiva

    2- Flujos piroclásticos por colapso de domo (flujos de bloques y cenizas)

    La actividad explosiva se debe a cambios en la dinámica interna (presurización), generando columnas eruptivas con gases y material fragmentado correspondiente al domo en sí, las que en caso de colapsar generan flujos piroclásticos (flujos rápidos, constituidos por una mezcla de fragmentos y gases, que se mueven a lo largo de la topografía bajo la fuerza de gravedad a altas velocidades). Asociado a las explosiones se encuentra la eyección de fragmentos de tamaño bloque, correspondientes a partes del domo que salen eyectados a altas velocidades con trayectorias balísticas (comúnmente nombrados como balísticos). En cambio, los flujos de bloques y cenizas también son flujos piroclásticos que se generan por el colapso gravitacional parcial o total de la estructura debido a fenómenos de inestabilidad del domo.
    Ambos eventos destruyen parte o la totalidad del domo, reseteando su crecimiento si es que continua el aporte de magma.

     

    ¿Cómo se caracteriza el domo formado en el cráter Nicanor?

    El domo comenzó su aventura a mediados de diciembre de 2017, emplazándose al interior del cráter Nicanor (CN). Desde esa fecha hasta la actualidad esta estructura ha estado en constante crecimiento (Fig. 3). Al 5 de febrero de este año, el domo posee unos ~ 27 metros de altura, ~ 80 metros de largo y ~ 60 metros de ancho observado muy bien a través de imágenes satelitales (Fig. 3). Se ha calculado una tasa de efusión de 2.122 m3/día (Fig. 4), la cual ha aumentado desde el 21 de enero, observándose una tasa de crecimiento de 3.824 m3/día. Sin embargo, estos valores comparado con los calculados para otros domos de lava, por ejemplo los formados en el Monte Santa Helena (USA, 1980), Colima (México, 1998), Soufriere Hills (Isla Montserrat, 1996) y en el caso de los volcanes chilenos el Chaitén (2008), son actualmente muy bajos.
    Desde su formación, el domo ha experimentado exhalaciones de gases o desgasificaciones con muy poco material magmático asociado (por eso se observan columnas blanquecinas-azuladas) (Fig.5), emitidas desde la fisura principal de orientación noroeste-sureste, por donde se está emplazando la lava, construyendo una estructura de tipo “torta” (Fig. 6).

    Figura 4: Tasa de crecimiento del domo

    Figura 5: Exhalaciones de gases y vapor en los Nevados de Chillán. Enero 2018.

    Figura 6: Vista aérea desde el noreste (NE) del cráter nicanor (en rojo) y el domo en el centro.

     


    Actualización 08.04.18

    Resultados preliminares de análisis fotogramétrico usando vehículo aéreo no tripulado (UAV):

    1- el sector del domo más cercano al borde inferior del cráter se encuentra a unos 7 metros de distancia y lo sobrepasa en altura en 6 metros.

    2- No es posible calcular el volumen total del domo debido a que se desconoce la profundidad real del cráter.

    3- Se identificaron bombas posiblemente eyectadas durante la explosión del 31 de Marzo. Sobresalen sobre la corteza del domo y presentan textura de “corteza de pan” con claros indicios de fracturamiento externo desarrollados por la expansión de los gases que se encuentran en el interior, todavía en estado semi-fundido. Se observan fragmentos con tamaños de entre 2 a 4 metros de diámetro.


    Secuencia de explosiones entre el 13 y 15 de Julio de 2018 destruyen parte importante de los domos

    Las explosiones registradas el día 13 de Julio a las 20.55 hl, el 14 de Julio a las 15.50 hl y el 15 de Julio a las 03.24 hl fueron las más energéticas de todo el ciclo eruptivo 2016-2018 y causaron la destrucción casi total del domo emplazado desde Diciembre de 2017 a la fecha (Fig. 7). Estas explosiones estuvieron asociadas a sismos con profundidades de entre 0,43 y 1,8 km bajo la cima, con magnitudes locales de entre 3,7 y 3,9 y desplazamientos reducidos en un rango de 630-1588 cm2 (Sernageomin, 2018). Hacia el flanco noreste del cono, se depositó una avalancha de rocas con una extensión de casi 800 m desde el cráter, y alrededor de 20 m de ancho. Esta corriente está compuesta por material de diversa granulometría, pero en su mayoría por bloques de lava de varias decenas de centímetros, por lo cual se infere que se trataría de un flujo de bloques y ceniza (Fig. 8). Las explosiones responsables de la destrucción del domo tienen su origen en la sobrepresión causada por el taponamiento del conducto del volcán a raíz del emplazamiento del domo dacítico en su cima, por lo cual pueden asociarse a un mecanismo eruptivo Vulcaniano. En la figura 9 hay una síntesis de este proceso para la comunidad.  

    Fig. 7: Comparación del estado del domo en Abril 2018 y luego el 16 de Julio del 2018. Fuente: Carabineros de Chile.

    Fig. 8: Depósito piroclástico, probablemente una avalancha de bloques y ceniza, en el flanco noreste. Fuente:Carabineros de Chile.

    Fig. 9: Síntesis de divulgación científica sobre el estado actual del volcán Chillán.


    ¿Cuáles son los escenarios posibles a futuro en base a los peligros expuestos? (Fuente Sernageomin)

    a) Explosiones esporádicas asociadas a columnas bajas compuestas mayoritariamente por gases y escaso material particulado (altura menor a 5km) y proyección de piroclastos balísticos en un radio del orden de 3-4 km en torno al cráter activo

    b) Destrucción parcial del domo por colapso gravitacional y generación de flujos piroclásticos hacia el NE del cráter activo (río Las Minas y Gato, los cuales desembocan hacia el río Ñuble).

    c) Destrucción parcial del domo por descompresión y generación de columna eruptiva (atura mayor a 10 km) con posibilidad de generación de flujos piroclásticos por colapso de ésta. Este escenario podría afectar valles ubicados al O del cráter activo, como los esteros Renegado y Shangri-La

    d) Estabilización del domo de lava y fin de la primera fase de crecimiento. Es probable que una proxima inyección de magma pueda alterar o destruir el domo actual en el transcurso de meses o años. 

     

     

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