Secuencia temporal de eventos volcano tectónicos y su potencial uso en el

pronóstico de erupciones

Pablo Palacios (1) Liliana Troncoso (2)

Alex García (2) Indira Molina (2) Hugo Yepes (2)

(1) Universidad de las Américas - Quito(2) Escuela Politécnica Nacional - Quito

Julio - 2004

¿Qué señales caracterizan la actividad volcánica?

Tungurahua – 14 oct 1999

Tungurahua – 2 nov 1999

Tungurahua – 17 nov 2003 (P. Mothes)

Tungurahua – 14 jul 2004 (Stinton)

Cotopaxi

Tipos de señales

VT: Volcano tectónicos

Fractura de rocas

LP: Largo período Magma

HB: Híbridos Fractura y magma

Tipos de señales

LP: Largo período Magma

VT: Volcano tectónicos Fractura de rocas

HB: Híbridos Fractura y magma

Tremor: Magma – burbujeo ?Interacción fuentes térmicas ?

Distribución de Frecuencia – Magnitud (VTs)

Ishimoto e Iida (1939) Gutenberg y Richter (1944)

0m M

GR (teórico)GR (experimental)

0m M

0m M

Ln(M) (teórico) Ln(M) (experimental)

0m M

Desviaciones en altas magnitudes

Tungurahua - datos experimentales vs. valores esperados

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

0,1

4

0,4

4

0,7

4

1,0

4

1,3

4

1,6

4

1,9

4

2,2

4

2,5

4

2,8

4

3,1

4

3,4

4

Centros de clase

log

(N(m

))

ancho de clase = 0.3

Datos

Max. Veros.

Pichincha - datos experimentales vs. valores esperados

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

-1,2

-0,9

-0,6

-0,3

0,05

0,35

0,65

0,95

1,25

1,55

1,85

2,15

2,45

2,75

Centros de clase

log(

N(m

))

ancho de clase = 0.3

Datos

Max. Veros.

Cotopaxi - datos experimentales vs. valores esperados

0,00

2,004,00

6,00

8,00

10,0012,00

14,00

16,00

0,15

0,45

0,75

1,05

1,35

1,65

1,95

2,25

2,55

2,85

3,15

3,45

3,75

Centros de clase

log(

N(m

))

ancho de clase = 0.3

Datos

Max. Veros.

Cotopaxi - datos experimentales vs. valores esperados

0,00

2,004,00

6,00

8,00

10,0012,00

14,00

16,00

0,15

0,45

0,75

1,05

1,35

1,65

1,95

2,25

2,55

2,85

3,15

3,45

3,75

Centros de clase

log(

N(m

))

ancho de clase = 0.3

Datos

Max. Veros.

Probabilidad: 1 en 20.000 edades del universo (c/u 15 mil millones de años)

x

12

f(x)

Explicación a la falta de recurrencia

Comportamiento estacionario típico

Intervalos de confianza N(5,3)

0

1

2

3

4

5

6

7

1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99

Número de muestra

med

ia m

ues

tral

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1997

11

27

1998

1 1

6

1998

2 1

8

1998

3 2

1

1998

4 6

1998

5 9

1998

6 5

1998

7 2

8

1998

9 1

4

1998

11

23

1999

1 5

1999

2 1

7

1999

3 7

1999

4 1

1999

4 2

0

1999

5 1

9

1999

6 3

0

1999

7 2

2

1999

8 2

6

1999

9 7

1999

9 1

2

1999

9 1

5

1999

9 1

8

1999

9 2

1

1999

9 2

2

1999

9 2

2

1999

9 2

9

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

Modelo GR

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

Modelo LAL

Modelo Normal

Fechas centrales de cada muestra

Ancho de clase: 0,3Muestras de 100 eventos solapadas al 75%

ma

gn

itu

dm

ag

nit

ud

ma

gn

itu

d

Pichincha: Magnitud de VTIntervalo de confianza: media muestral +- 2s

2 semanas

Apertura del sistema

Apertura del sistema

Apertura del sistema

0,61

0,61

0,41

Tungurahua: Magnitud de VTIntervalo de confianza: media muestral (+- 2s)

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

2,6

2,8

Modelo GR

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

Modelo LAL

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

19

94

7 1

19

95

5 5

19

95

10

1

19

96

1 6

19

96

6 1

7

19

96

11

25

19

97

6 2

2

19

98

3 2

4

19

98

10

11

19

98

12

24

19

99

1 1

5

19

99

2 8

19

99

4 1

19

99

5 7

19

99

5 1

6

19

99

5 2

9

19

99

6 1

4

19

99

6 2

8

19

99

7 1

7

19

99

8 3

19

99

8 1

1

19

99

8 1

8

19

99

8 2

3

19

99

8 2

7

19

99

9 1

19

99

9 5

19

99

9 9

19

99

9 1

4

19

99

10

10

Fechas

Aperturadel sistema

Aperturadel sistema

Aperturadel sistema

4 semanas

Modelo Normal

Ancho de clase 0,3Muestras de 100 eventos solapadas al 50%

ma

gn

itu

dm

ag

nit

ud

ma

gn

itu

d

centrales de cada muestra

0,64

0,66

0,84

1,7

1,8

1,9

2

2,1

2,2

2,3

2,4

2,5

1997

5 1

1997

10

26

1998

6 6

1999

5 1

7

2000

1 2

9

2000

8 1

9

2001

3 1

6

2001

8 2

8

2001

11

24

2001

11

24

2001

12

2

2001

12

10

2001

12

11

2001

12

13

2001

12

14

2001

12

19

2001

12

28

2002

1 1

1

2002

2 3

2002

2 2

7

2002

3 1

9

2002

4 6

2002

6 1

6

2002

8 1

0

2002

9 8

2002

10

12

2002

12

10

2003

2 1

2

2003

4 7

2003

7 8

2003

11

18

Modelo Normal

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2

2,1

2,2

2,3

2,4

2,5

Modelo LAL

1,9

2

2,1

2,2

2,3

2,4

2,5

2,6

2,7

2,8

Modelo GR

Fecha central de cada muestra

0,53

0,61

0,58

ma

gn

itu

dm

ag

nit

ud

ma

gn

itu

d

Cotopaxi : Magnitud de VTIntervalo de confianza : media muestral + - 2s

Ancho de clase: 0,3Muestras de 100 eventos solapadas al 50%

¿ Qué significan las oscilaciones del intervalo de confianza ?

Scholz (1968)

Magnitud de mínima homogeneidad

Un concepto que se requiere cambiar

COTOPAXI

1,5

1,7

1,9

2,1

2,3

2,5

2,7

2,9

1,3 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5

Mínima homogeneidad (correlación = 0,78)

PICHINCHA

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6

Mínima homogeneidad

(Correlación = 0,91)

TUNGURAHUA

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

2,6

2,8

0,7 1,2 1,7 2,2

Mínima homogeneidad

(Correlación = 0,95)

Energía diaria liberada por el tremor volcánico del Tungurahua (Desde 1999 hasta 2003)

1-S

ep

-99

1-N

ov-

99

1-E

ne-

00

2-M

ar-

00

2-M

ay-

00

2-Ju

l-00

1-S

ep

-00

1-N

ov-

00

1-E

ne-

01

3-M

ar-

01

3-M

ay-

01

3-Ju

l-01

2-S

ep

-01

2-N

ov-

01

2-E

ne-

02

4-M

ar-

02

4-M

ay-

02

4-Ju

l-02

3-S

ep

-02

3-N

ov-

02

3-E

ne-

03

5-M

ar-

03

5-M

ay-

03

5-Ju

l-03

4-S

ep

-03

Fecha

0,0E+00

5,0E+14

1,0E+15

1,5E+15

2,0E+15

2,5E+15

3,0E+15

3,5E+15

4,0E+15

4,5E+15

5,0E+15

5,5E+15

6,0E+15

En

erg

ía t

rem

óri

ca (

erg

ios)

tremor

explosiones

Caída de ceniza moderadas (varias Caída de ceniza menores (ppal/ flancos del volcán)

Caída de ceniza mayores con

1

2

31

2

3

Otras variables - otras correlaciones:

Fundamentos

Desarrollos

conceptuales

Implicaciones de los

modelos

MODELOS

Estadística

(Observaciones)

Nuevas

Correlaciones ?