Disminuye la erupción en el volcán Fernandina (La Cumbre)

PORTADA: Fotografía nocturna de la erupción del volcán Fernandina (La Cumbre) desde el suroriente. Se puede apreciar la incandescencia generada por el flujo de lava activo (fisura #13) y la reflexión de esta sobre el océano (Fotografía: M. Almeida – IGEPN).

Agradecimientos

Gracias a una coordinación efectiva entre el Parque Nacional Galápagos y la empresa de cruceros SILVERSEA, dos miembros del Área de Vulcanología del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional realizaron una visita de campo al volcán Fernandina, entre el 5 y 7 de marzo. El objetivo de la misión fue realizar observaciones directas de la actividad eruptiva del volcán y mediciones de algunos parámetros de vigilancia volcánica, tales como: captura de imágenes térmicas y medición de gases volcánicos. El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional quiere agradecer a la administración del Parque Nacional Galápagos, a la administración de SILVERSEA y a la tripulación del Crucero SILVER ORIGIN; gracias a quienes, de inmediato, se obtuvieron valiosos datos para la generación del informe y para comprender los procesos asociados a las erupciones de las Islas Galápagos, como en este caso la erupción del volcán Fernandina.

Resumen
Desde el 06 de marzo de 2024, gracias a los datos térmicos y de desgasificación proporcionados por los sistemas satelitales y a los datos recolectados en campo, se puede evidenciar el descenso en los niveles de actividad del volcán Fernandina. Este cambio se asocia a una baja considerable en las alertas termales diarias y a una disminución considerable de la masa de gas presente en la atmósfera. Solo uno de los flujos de lava asociado a la fisura #13 está activo, pero con un caudal menor respecto al inicio de la erupción. Aproximadamente 20 fisuras se abrieron para dar paso a esta erupción, resultando en una estructura conocida como fisura circunferencial. Durante la visita de campo se pudo evidenciar algunos incendios de tamaño pequeño. Este fenómeno es común y está asociado a las altas temperaturas de los flujos de lava.
Al emitir este informe, los niveles de actividad se catalogan como: INTERNA y SUPERFICIAL: MODERADO con tendencia SIN CAMBIO.

Cómo citar/how to cite: IGEPN (2024) – Informe Volcánico Especial – Fernandina – N° 2024-002 (html).

Antecedentes
El volcán Fernandina (La Cumbre) inició una nueva fase eruptiva el sábado 2 de marzo de 2024 (IGEPN, 2024), luego de 4 años de su última erupción el 12 de enero de 2020 (IGEPN, 2020a y b). Esta erupción ha estado caracterizada por la emisión de flujos de lava a través de un sistema de fisuras paralelo al borde de la caldera (fisura circunferencial), y la emisión continua de gases volcánicos con dirección occidental, sin contenido de ceniza. Esta erupción es el resultado de un proceso de inflación causado por el ingreso de nuevo magma al sistema, detectado desde 2020 (IGEPN, 2021).

Desde 1800 el volcán Fernandina ha tenido entre 28 y 30 erupciones, la mayor tasa de recurrencia de erupciones en las Islas Galápagos.

Anexo técnico-científico

Deformación
En base al análisis efectuado a través de las imágenes SAR de Sentinel-1 en la órbita descendente, luego de la comparación de las imágenes obtenidas entre el 12 de febrero y el 07 de marzo de 2024, se identifican zonas que corresponden al borde de la caldera y que presentan actualmente una mayor distancia entre su superficie y la Línea de Vista del Satélite (LOS), por lo que esta región en color rojo comprende la zona que presenta deformación negativa o deflación, estimándose de forma preliminar entre 6 – 8 cm. Esto se interpreta como el efecto directo de la efusión de magma desde el reservorio del volcán hacia la superficie.

Figura 1. Mapa de desplazamientos en el volcán Fernandina, procesado con el método LicSAR (Lazecký et al., 2020), entre el 24 de febrero y el 07 de marzo de 2024 (Procesado por: LicSAR COMET).

Morfología: fisuras y flujos de lava
En la imagen satelital Sentinel-2 del 6 de marzo, se ha podido evidenciar los cambios en la zona de la erupción del volcán Fernandina. Se han identificado unas 20 fisuras eruptivas, que se distribuyen paralelamente al borde externo de la caldera, sobre su flanco suroriental, en la zona de la cumbre (Fig. 2). La altura a la que se encuentran estas fisuras es variable, entre los 1000 y 1200 metros sobre el nivel del mar (m snm). La extensión aproximada de la zona de fisuras es de 4.3 km. Con base en la cartografía preliminar realizada sobre una imagen satelital “Planet” del 6 de marzo, se estima que el área cubierta por los flujos de lava de esta erupción es de aproximadamente 8.1 km2. Por estas fisuras se han emitido flujos de lava, que han descendido por el flanco suroriental y han tomado dirección sur por el cambio de pendiente. En esta zona de cambio de pendiente el flujo ha comenzado a acumularse y eventualmente romperse, produciendo pequeñas columnas de gas. El alcance máximo estimado de los flujos de lava es de 8 a 9 km. Aunque ocasionalmente se observan pequeñas columnas de humo debido a incendios, no se han detectado incendios de grandes proporciones en la zona de incidencia de los flujos de lava.

Figura 2. Imagen SENTINEL-2 del 6 de marzo de 2024. En la misma se observa la zona de fisuras (líneas rojas) y los nuevos flujos de lava emitidos durante esta erupción (Elaborado por: M. Almeida – IGEPN).

En los trabajos de campo del 6 de marzo de 2024 en el volcán, se constató que solo uno de los flujos de lava se mantiene activo y con un caudal pequeño. Este flujo de lava está siendo emitido por la fisura #13 (Fig. 2, 3) y se acumula en la zona de cambio de pendiente (aprox. 750 m sobre el nivel del mar).

Figura 3. Fotografía capturada desde el barco Silver Origin a 800 m del borde costero, durante las tareas de campo efectuadas el 6 de marzo de 2024. En la misma se observa la incandescencia del flujo de lava activo emitido a través de la fisura #13 (Fotografía: S. Hidalgo - IGEPN).

Termografía
Cámara térmica portátil: Durante los trabajos de campo se pudo obtener al menos 86 secuencias termales con una cámara térmica portátil (FLIR T1020). De ellas, se establece que las máximas temperaturas corresponden al flujo de lava activo emitido por la fisura #13. Las condiciones en las cuales se realizaron las imágenes termales fueron durante la madrugada (sin incidencia de radiación solar) a una distancia de 15 km, entre el 90 y 95 % de humedad relativa, y a una temperatura ambiente de 20 ˚C con cielo despejado. Las temperaturas máximas aparentes resultantes del análisis, muestran un máximo de 200 ˚C (ver imagen termal de la Fig. 4), bajo las condiciones de captura de imágenes antes mencionado, por tanto, se considera que la temperatura es subestimada.

Los flujos de lava asociados a la misma erupción, pero que ya no se encuentran activos, se muestran como débiles anomalías termales que no superan los 50 ˚C de temperatura (Fig. 4).

Figura 4. Sobreposición de imagen térmica del 6 de marzo y fotografía en rango visible a 800 m del borde costero. Note las anomalías generadas por el flujo de lava activo y las anomalías más débiles asociadas a los flujos de lava en proceso de enfriamiento (Imagen Térmica: M. Almeida - IGEPN).

Anomalías térmicas satelitales: Los sistemas satelitales proveen imágenes que son útiles para la vigilancia volcánica en sitios de difícil acceso. La figura 5-a muestra una secuencia de tres imágenes obtenidas entre el 1 y el 11 de marzo de 2024. Para el 1 de marzo no hay anomalías térmicas, mientras que para el día 6 ya se aprecian los flujos de lava emitidos desde el 2 de marzo (inicio de la erupción). Para el día 11 no se observan cambios en su distribución. El proceso de enfriamiento de estos flujos de lava de los últimos días causa una disminución en el número de alertas termales (Fig. 5-b), desde centenares de alertas diarias (con intensidades extremas y muy altas) a pocas decenas (con intensidades muy altas). Esto significa que aún se registran temperaturas importantes, asociadas al flujo activo de lava de la fisura #13.

Figura 5. Anomalías termales correspondientes a la erupción del volcán Fernandina: a) Imágenes satelitales obtenidas a través de COPERNICUS Browser, correspondientes al satélite SENTINEL-2. La frecuencia de imágenes es aproximadamente cada 5 días. Las imágenes en la figura corresponden al antes (1 de marzo), y durante (6, 11 de marzo) la erupción. b) Serie temporal de las anomalías diarias reportadas por diferentes satélites (Modis, Suomi, NOAA20) (Elaborado por: F. J. Vasconez - IGEPN).

Según los datos del sistema MIROVA la erupción se ha estabilizado desde el 6 de marzo, con una taza de efusión actual de 25 ± 12 m³/s (Fig. 6-a). Finalmente, los cálculos muestran que el volumen total de lava emitido durante esta erupción es de aproximadamente 25 Mm³ (Fig. 6-b).

Figura 6. Datos del sistema MIROVA. a) Serie temporal de la taza de emisión de lava. b) Serie temporal del volumen de lava emitido (Cortesía: Diego Coppola – Universidad de Turín, Italia).

Desgasificación
Luego de la emisión de gas de 2 – 3 km de altura detectada el 2 de marzo de 2024, la cantidad de gas ha ido decreciendo. Este decaimiento de actividad ha venido de la mano principalmente de la baja altura de las columnas de emisión (< 100 m), las cuales en su mayoría están asociadas a la fisura #13 y a otras derivadas de la ruptura del frente del flujo de lava en la zona de acumulación (Fig. 7-a).

A partir de los datos de DOAS Mobile (Sistema de espectroscopia de absorción óptica diferencial - móvil), que se utilizan para medir flujo de SO₂, se pudo detectar el día 6 de marzo la presencia de gas volcánico en las columnas de emisión observadas. Las condiciones de toma de medidas no permiten obtener un valor de flujo; por tanto, el dato obtenido corresponde a la concentración de SO₂ en la columna de emisión, con valores variables de entre 100 y 120 ppm/m (Fig. 7-b). Este valor se puede considerar moderado, en cuanto a la cantidad de SO₂ en la pluma de gas.

Figura 7. Mediciones DOAS Mobile. a) Fotografía de las columnas de gas medidas con el equipo: en la línea entrecortada se resalta en color rojo las zonas donde se registraron los picos de gas durante las mediciones. b) Gráfico de concentración (ppm/m) detectado por el equipo DOAS Mobile. (Fotografía: M. Almeida - IGEPN).

También fue posible realizar una travesía para la medición de gases volcánicos utilizando un equipo MultiGAS (Fig. 8-a). Este equipo puede medir diferentes especies gaseosas provenientes del magma (agua: H₂O, dióxido de azufre: SO₂, dióxido de carbono: CO₂), y otras de los sistemas hidrotermales (ácido sulfhídrico: H₂S), cuyas razones ayudan a tener una visión interpretativa de las condiciones del reservorio magmático. Para esto, se instaló el equipo en un bote inflable a motor (Zodiac) y se realizó un recorrido de aproximadamente 10 - 15 km por el sur de la isla. Los resultados muestran un pico de gas de SO₂ y H₂S disperso, en concentraciones muy bajas de 0.08 y 0.12 ppm, respectivamente, en la zona suroriental. Este pico podría ser un remanente de la desgasificación que se desplaza hacia el occidente. De este pico de gas se pudo obtener una razón SO₂/H₂S con un valor de 1.3 (Fig. 8-b; correlación 0.96). Esta razón baja se presenta luego de los picos de actividad y se asocia a una disminución de SO2, coherente con la disminución de la desgasificación mostrada por otros métodos satelitales. El equipo MultiGAS no detectó CO₂. Lamentablemente, no se tienen mediciones de otros eventos eruptivos (por ejemplo: 2017, 2020) que puedan ser comparadas con este resultado.

Figura 8. Mediciones MultiGAS. a) Ruta de medición con el equipo MultiGAS. Los puntos verdes muestran el inicio y fin de la ruta, mientras que el punto rojo muestra la ubicación del pico de gas detectado. b) A la izquierda, se observan las secuencias temporales que forman picos de concentración de los gases SO₂ y H₂S, y a la derecha la gráfica de dispersión de las mediciones de ambas especies (Elaborado por: M. Almeida - IGEPN).

A lo largo de esta erupción se ha recibido información de valores de masa de dióxido de azufre registrado por los diferentes sistemas satelitales (MOUNTS, OMI, TROPOMI, entre otros). Las anomalías de desgasificación detectadas al inicio de la erupción han disminuido considerablemente, sin embargo, la cantidad de gas es suficiente como para que aún pueda ser detectado por los satélites (Fig. 9-a).

En la serie temporal de la figura 9-b, desde el valor máximo de 99 mil toneladas registrado el día 3 y 4 de marzo, se observa que los valores se reducen hasta 1900 toneladas (9 de marzo), mostrando un claro descenso en la desgasificación del volcán.

Figura 9. Masa de dióxido de azufre SO2 detectado por los diferentes sistemas satelitales (MOUNTS, OMI, TROPOMI, entre otros). a) Anomalías de gas representativas detectadas al inicio (3 y 4 de marzo) y al disminuir la desgasificación (9 de marzo). b) Serie temporal del promedio (escala logarítmica) de los valores de desgasificación reportados por los sistemas satelitales. Note que desde el día 6 la desgasificación se mantiene más baja que al inicio de la erupción (Elaborado por: F. J. Vasconez - IGEPN).

Escenarios eruptivos
En base a las observaciones realizadas, se interpreta la actual actividad del volcán Fernandina (La Cumbre) como un típico proceso eruptivo de los volcanes de las Islas Galápagos. El principal fenómeno asociado a este evento es la emisión de flujos de lava a través de una fisura circunferencial en la parte alta del flanco suroriental del volcán. Al momento de la redacción del presente informe, no se ha detectado nuevas fisuras y flujos de lava. El escenario eruptivo más probable a corto plazo (días a semanas) es que la erupción llegue a su fin de manera paulatina. Sin embargo, no se puede descartar la ocurrencia de nuevos pulsos de actividad similar al 2-3 de marzo. Es importante indicar que existe la posibilidad, aunque poco probable, de que un pulso de actividad ocurra dentro de la caldera del volcán Fernandina como sucedió en 1968. De ser así, podrían producirse explosiones debido al contacto de la lava con el agua presente en la laguna al interior de la caldera.

De otro lado, los incendios asociados a las altas temperaturas de los flujos de lava aún pueden ocurrir, tal como en la erupción de 2017. En caso de incendio, la zona afectada podría ser más amplia y dependería de la dirección y velocidad del viento.

Finalmente, a pesar de que los flujos no han alcanzado el borde costero, en caso de existir nuevos pulsos de actividad con un alcance mayor, los flujos de lava podrían producir pequeñas explosiones y la emisión de gases tóxicos al entrar en contacto con el agua del mar.

Recomendaciones
No existen asentamientos humanos en la Isla Fernandina. Como la dirección predominante del viento es hacia el occidente-noroccidente, las islas pobladas (Isabela, Santa Cruz, Floreana y San Cristóbal) no deberían verse afectadas por gases volcánicos o caída de ceniza, salvo si el viento cambia de dirección. Si los flujos de lava ingresan al mar, se recomienda permanecer alejados, ante la potencial ocurrencia de explosiones pequeñas y liberación de gases tóxicos. La ocurrencia de incendios es un fenómeno secundario asociado a las altas temperaturas de los flujos de lava.

Referencias
• IGEPN (2020a) - Informe Volcánico Especial – Fernandina – 2020 - N°02 (https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/1788-informe-especial-del-volcan-fernandina-n-2-2020)
• IGEPN (2020b) - Informe Volcánico Especial – Fernandina – 2020 - N°03 (https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/1792-informe-especial-del-volcan-fernandina-n-3-2020)
• IGEPN (2021) - Informe Volcánico Especial – Fernandina – 2021 - N°01 (https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/1792-informe-especial-del-volcan-fernandina-n-1-2021)
• IGEPN. (2024). Informe Volcánico Especial – Fernandina – N° 2024-001. https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/2106-informe-volcanico-especial-fernandina-n-2024-001
• Lazecký, M., Spaans, K., González, P. J., Maghsoudi, Y., Morishita, Y., Albino, F., ... & Wright, T. J. (2020). LiCSAR: An automatic InSAR tool for measuring and monitoring tectonic and volcanic activity. Remote Sensing, 12(15), 2430.

Elaborado por: Marco Almeida Vaca, Silvana Hidalgo, Francisco Vasconez, Fernanda Naranjo, Pablo Palacios, Marco Córdova, Anais Vásconez, Santiago Aguaiza, Silvia Vallejo, Benjamin Bernard.

Con la colaboración de: Pedro Espín Bedón (U. Leeds, Inglaterra), Diego Coppola (U. Turín, Italia).

Corrector de Estilo: Gerardo Pino

Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Actualización de la erupción en el volcán Fernandina (La Cumbre)

Mapa de los flujos de lava de las últimas erupciones del volcán Fernandina registrados por el sensor satelital VIIRS de acuerdo con la información compartida por la NASA (FIRMS) y una metodología desarrollada en el IG-EPN (Vasconez F.J. et al., 2022)

Agradecimientos

El IG-EPN agradece al Parque Nacional Galápagos, en especial al Dr. Arturo Izurieta e Ing. Jimmy Bolaños; al Ministerio de Medio Ambiente, Agua y Transición Ecológica, especialmente al Ing. Alfredo Carrasco, y a la empresa de cruceros SILVERSEA que permitieron la visita de técnicos del IG-EPN a la zona de la erupción del volcán Fernandina entre el 5 y 7 de marzo. La visita permitió obtener información relevante para la vigilancia del actual periodo eruptivo del volcán.

Resumen
El 2 de marzo de 2024, a las 23h50 TL (Galápagos), el volcán Fernandina (La Cumbre) inició un nuevo periodo eruptivo. Tras cumplirse un mes de actividad, la erupción se caracteriza por la emisión de gases volcánicos y flujos de lava. Los gases volcánicos, principalmente SO₂, tuvieron un pico al inicio de la erupción de más de 30000 toneladas, pero disminuyeron significativamente en los siguientes días (< 1000 t). Los valores de SO₂ han sido fluctuantes dentro del rango de 100 a 1000 toneladas diarias. La erupción abrió 20 fisuras en el borde superior suroriental de la caldera, con una longitud de 4,3 km, de donde se han emitido varios flujos de lava. Desde el 6 de marzo la única fisura activa es la número 13, que ha aportado inicialmente material volcánico a una tasa de ~200 m³/s y que a la fecha es de ~5 m³/s. Los flujos de lava avanzaron progresivamente hacia las zonas más bajas y ahora están a menos de 1.3 km de la línea de costa. De manera preliminar, se estimó un volumen de ~44 millones de m³ sobre un área aproximada de ~12 km² (hasta el 1 de abril). Estos valores demuestran que la actual erupción es la más grande de los últimos 15 años, superada solo por la del año 2009.

Al emitir este informe de actualización, los niveles de actividad se catalogan como: INTERNA y SUPERFICIAL: MODERADO con tendencia SIN CAMBIO.

Cómo citar/how to cite: IGEPN (2024) – Informe Volcánico Especial – Fernandina – N° 2024-003.

Antecedentes
El volcán Fernandina (La Cumbre) es el volcán más occidental de las Islas Galápagos y es también uno de los más activos. Desde los años 1800 el volcán Fernandina ha tenido entre 28 y 30 erupciones, siendo esta la mayor tasa de recurrencia de erupciones en las Islas Galápagos. El sábado 2 de marzo de 2024 a las 23h50 TL (Galápagos) el volcán inició un nuevo periodo eruptivo, luego de 4 años de su última erupción (IGEPN, 2020a y b). Las erupciones en Fernandina se caracterizan por la emisión de flujos de lava a través de un sistema de fisuras y la emisión continua de gases volcánicos, sin contenido de ceniza. La actual erupción es el resultado de un proceso de deformación del suelo “inflación” causado por el ingreso de nuevo magma al sistema, detectado desde el año 2020 (IGEPN, 2021).

Anexo técnico-científico

Actividad Interna
La actividad interna se relaciona con los procesos volcánicos que ocurren en zonas subterráneas, es decir, a varios kilómetros de profundidad. Esta actividad es típicamente vigilada con estaciones sísmicas, GPS de alta precisión, inclinómetros y satélites. Estas herramientas permiten tener una idea general, aunque indirecta, de los procesos que ocurren en estas zonas profundas, que de otra forma son inaccesibles.

Sismicidad
La figura 1 es un sismograma de los días 2 y 3 de marzo 2024, utilizando un filtro de frecuencias de entre 2-8 Hz. Este sismograma corresponde a la estación PAYG, ubicada en la Isla Santa Cruz, a 140 km de la Isla Fernandina. En el sismograma se observa un sismo de 4.4 Mlv el día 2 de marzo. Posteriormente, se registra un enjambre pre-eruptivo que empieza a las 22h30 TL (04h30 UTC) y 1 hora y 20 minutos después se da el inicio de la erupción.

Figura 1: Sismograma de la estación PAYG ubicada en la Isla Santa Cruz a 140 km de la Isla Fernandina en donde se observa el inicio de la erupción. (Elaborado por: S. Hernández - IG-EPN).

Deformación
Se realizó el procesamiento conocido como Interferometría radar de apertura sintética (InSAR por sus siglas en inglés) con imágenes de la constelación de satélites Sentinel-1 de la Agencia Espacial Europea (ESA). Con ello se dispone de resultados de series temporales con imágenes procesadas desde enero 2017 hasta el 6 de marzo del 2024, con órbita descendente, en el área correspondiente al centro de la caldera. En la última información se observa un cambio negativo asociado a un proceso de deflación en la serie temporal (Figura 2a) que se interpreta como la salida de material desde la cámara magmática, asociada al actual proceso eruptivo. Adicionalmente, se dispone del mapa de velocidades (Figura 2b) obtenido mediante imágenes SAR, en el cual se observa zonas con deflación (color azul) en el área del flanco centro y oriental de la caldera, lo cual es coherente con la pérdida de volumen al interior del reservorio magmático debido a la erupción.

Figura 2. a) Serie temporal de deformación del volcán Fernandina (La Cumbre) entre enero 2017 y marzo 2024 (InSAR-Sentinel donde el último punto evidenciaría el cambio generado por efecto de la actividad eruptiva del 2 de marzo. Cortesía: LicSAR COMET - https://comet.nerc.ac.uk/comet-volcano-portal/volcano-index/South%20America/Ecuador/Fernandina b) Mapa de desplazamientos en el volcán Fernandina entre el 7 y el 31 de marzo del 2024. Los colores azules indican deflación o hundimiento del suelo. Cortesía: LicSAR COMET.

Actividad Superficial
La actividad superficial se relaciona con los procesos volcánicos que ocurren en zonas superficiales, es decir, hacia la atmósfera. La actividad superficial durante la actual erupción de Fernandina se manifiesta como emisiones de gases volcánicos y flujos de lava. La cuantificación adecuada de estos fenómenos permite clasificar una erupción en términos de magnitud (pequeña o grande) e intensidad.

Emisión de gases volcánicos

Desde las 23h50 TL, del 2 de marzo, el satélite geoestacionario GOES-16 registró una emisión de gas de 2-3 km sobre el nivel de la cumbre (snc) con contenido muy bajo de ceniza. La emisión de gas fue intensa hasta las 04h00 TL del 3 de marzo, y posteriormente disminuyó. La nube de gas se dirigió hacia el occidente, nor-occidente y sur-occidente. Los días siguientes se ha observado una nube de gas de tamaño pequeño (< 500 msnc) con dirección predominante hacia el occidente, pero con cambios al oriente y norte según la dirección de los vientos.

Los sensores satelitales OMI, OMPS y TROPOMI registraron las emisiones de SO₂ relacionados a la erupción de Fernandina a lo largo de este mes de actividad. Dichos valores son procesados por diferentes instituciones internacionales como: NASA (EEUU), MOUNTS (México) y DLR (Alemania), pero también por el IG-EPN (Figura 3). Los valores más altos se registraron al inicio de la erupción con > 30 mil toneladas. Los días siguientes los valores descendieron a miles y cientos de toneladas de SO₂ al momento de la adquisición (Figura 3). Estos valores han sido fluctuantes a lo largo del tiempo con los valores más bajos registrados el 21 y 22 de marzo y 1 de abril 2024.

Figura 3. Masa de dióxido de azufre SO₂ detectado por los diferentes sensores satelitales (OMPS, OMI, TROPOMI) durante el periodo 3 de marzo al 3 de abril. Los puntos verdes son el valor promedio de los diferentes sistemas internacionales mientras que los triángulos rojos son los calculados por el IG-EPN. (Elaborado por: F.J. Vasconez - IG-EPN).

Adicionalmente, a partir de los datos de DOAS Mobile (Sistema de espectroscopia de absorción óptica diferencial - móvil), se pudo detectar el día 6 de marzo concentraciones de SO₂ con valores entre 100 y 120 ppmm, el cual se puede considerar como moderado (Figura 4).

Figura 4. Mediciones Mobile DOAS. a) Fotografía de las columnas de gas medidas con el equipo: en la línea entrecortada se resalta en color rojo las zonas donde se registraron los picos de SO₂ durante las mediciones. b) Gráfico de concentración (ppmm) detectado por el equipo DOAS Mobile. (Elaborado por: M. Almeida - IG-EPN).

Finalmente, se realizó una travesía en barco para la medición de gases volcánicos utilizando un equipo MultiGAS. Este equipo mide diferentes especies gaseosas provenientes del magma como agua (H₂O), dióxido de azufre (SO₂), dióxido de carbono (CO₂), y ácido sulfhídrico (H₂S). La relación entre gases, “razones”, ayuda a tener una visión de las condiciones del reservorio magmático profundo. Los resultados muestran un pico de gas de SO₂ y H₂S disperso, en concentraciones muy bajas, en la zona suroriental. Estos valores pueden ser remanentes de la desgasificación que se desplaza hacia el occidente midiéndose una razón SO₂/H₂S de 1.3. Esta razón se asocia a una disminución de SO₂; la que es coherente con la disminución de la emisión de SO₂ mostrada por otros sensores satelitales luego del inicio de la erupción. El equipo MultiGAS no detectó valores de dióxido de Carbono, ni agua durante las mediciones.

Flujos de lava

Los satélites de rango óptico Sentinel-2, Landsat-8 y PlanetScope han permitido seguir la evolución de la erupción en el tiempo cuando las condiciones climáticas han sido adecuadas. La figura 5 recoge las imágenes más importantes. De manera preliminar se identificó 20 fisuras eruptivas distribuidas por el borde externo del flanco suroriental de la caldera. Las fisuras tienen longitudes de entre 20 y 600 metros y se ubican en las cotas de 1100 y 1200 m sobre el nivel del mar (snm). La extensión total de la zona de las fisuras es de aproximadamente 4.3 km. La zona inundada por los flujos de lava ha cambiado con el tiempo, así como su alcance máximo. Para el 4 de abril, el frente del flujo de lava tiene un alcance máximo de 13.2 km y se encuentra a 1.3 km de la línea de costa. Hasta la fecha, los flujos de lava cubren un área de ~12 km², hasta el 3 de abril (figura 6). Además, las imágenes satelitales permitieron observar que sólo la fisura 13 se mantiene activa durante toda la erupción, lo que también se constató durante la visita de campo del 6 de marzo. Finalmente, se pudo determinar que un área aproximada de 2.7 km² fue afectada por incendios debido a la interacción de los flujos de lava con la vegetación circundante (figura 6).

Figura 5. Imágenes adquiridas por los satélites Sentinel-2 y Landsat-8 para antes y durante la erupción. La combinación de bandas: B12-B11-B8A (Sentinel-2) y B7-B6-B5 (Landsat-8) permiten resaltar las zonas en donde se depositan los flujos de lava. (Elaborado por: F.J. Vasconez - IG-EPN).

Figura 6. Mapa preliminar de los flujos de lava y zonas afectadas por incendios del volcán Fernandina, con fecha de corte 3 de abril 2024. El mapa se hizo con imágenes satelitales adquiridas por las constelaciones PlanetScope y Sentinel-2 y en el se observa en color naranja el área cubierta por flujos de lava (aproximado de 12 km²). En amarillo se resalta las zonas que fueron afectadas por incendios en la zona alta debido al paso de los flujos de lava por zonas vegetadas. (Elaborado por: S. Vallejo - IG-EPN).

Adicionalmente, la información de los sensores satelitales VIIRS, los cuales adquieren datos dos veces al día han permitido vigilar el avance de los flujos de lava en el tiempo. El sensor VIIRS detecta anomalías de calor en la superficie terrestre en términos de energía radiante. Esta información es utilizada por el IG-EPN para realizar el conteo de anomalías y posteriormente mapas de las zonas inundadas por flujos de lava. En la figura 7 se muestran anomalías termales diarias y acumulados. El día 2 de marzo (inicio de la erupción) se registró el mayor número de anomalías con más de 1500, posteriormente los valores disminuyeron a menos de 600 y se observan valores mínimos los días 13, 19, 21 y 26 de marzo. El número de anomalías ha ido fluctuando debido al proceso eruptivo, pero también a las condiciones de nubosidad de la zona (figura 7).

Figura 7. Número diaria de anomalías termales reportadas por FIRMS (NASA) y su acumulado, correspondiente al volcán Fernandina. (Elaborado por: F.J. Vasconez - IG-EPN).

La figura 8 muestra la ubicación de las anomalías termales registradas por los sensores VIIRS y reportados por el sistema FIRMS, las variaciones de energía térmica y su alcance máximo (en línea recta). Las anomalías termales se ubican en el flanco suroriental de Fernandina. Los valores de energía radiante (FRP) fueron más intensos al inicio de la erupción con un máximo de 545.9 MW y posteriormente han ido disminuyendo, hasta alcanzar un promedio de 116.5 MW. Desde el 18 de marzo se observó una disminución en la energía radiante, pero desde el 28 de marzo se observa un nuevo incremento. En cuanto al alcance diario, este ha ido cambiando. Para el 3 de marzo el frente del flujo de lava tenía un alcance de ~6.6 km, para el 4 de marzo de ~7.9 km, el 17 de marzo ~9.5 km y a partir del 28 de marzo se observa un incremento paulatino alcanzando un máximo el 3 de abril con ~12.3 km. Estos valores muestran velocidades de emplazamiento de los flujos de lava de ~330 m/h al inicio de la erupción y luego un decaimiento de su velocidad a ~54 m/h y ~13 m/h, para el 4 y 17 de marzo, respectivamente. A partir del 28 de marzo se observa un incremento en la velocidad con un promedio de ~20 m/h. Si la tendencia se mantiene, es posible que el frente del flujo de lava llegue al mar en los próximos días. Sin embargo, esto dependerá del desarrollo de la erupción.

Figura 8. Mapa de la ubicación de las anomalías termales reportadas por FIRMS en el tiempo y variaciones de energía radiante (FRP) y alcance máximo de los flujos de lava (Elaborado por: F.J. Vasconez - IG-EPN).

El sistema satelital MIROVA (Universidad de Turín, Italia) ha calculado una tasa de extrusión de ~200 m³/s al inicio de la erupción, la cual ha ido decayendo exponencialmente hasta estabilizarse a una tasa de ~5 m³/s (Figura 9a). Adicionalmente, MIROVA estimó un volumen total de lava emitida de ~43.9 millones de m³ (Figura 9b). Estos valores preliminares confirman que la actual erupción de Fernandina es la más grande de los últimos 15 años, siendo por ahora superada por la ocurrida en el año 2009.

Figura 9. Datos del sistema MIROVA. a) Serie temporal de la tasa de emisión de lava. b) Serie temporal del volumen de lava emitido (Cortesía: Diego Coppola – Universidad de Turín, Italia).

Escenarios eruptivos

En base a las observaciones realizadas, la actual erupción del volcán Fernandina (La Cumbre) continúa como un típico proceso eruptivo de los volcanes de las Islas Galápagos. Los principales fenómenos asociados a la erupción son: (i) la emisión de flujos de lava a través de una fisura circunferencial en la parte alta del flanco suroriental del volcán, siendo la fisura 13 la más activa; y (ii) la emisión de gases volcánicos.

• El escenario eruptivo más probable a corto plazo (días a semanas) es que la erupción continue con la posibilidad de la llegada de los flujos de lava al mar en los próximos días. El contacto de los flujos de lava calientes con el agua de mar fría podría producir pequeñas explosiones y la emisión de gases tóxicos por lo que se recomienda no acercarse.
• El escenario eruptivo medianamente probable a corto plazo (días a semanas) es que la actividad disminuya y termine la erupción.
• El escenario eruptivo menos probable a corto plazo (días a semanas) es que se dé un nuevo pulso de actividad dentro de la caldera del volcán Fernandina como sucedió en 1968. De ser así, podrían producirse explosiones debido al contacto de la lava con el agua presente en la laguna al interior de la caldera, formando columnas de ceniza.

Adicionalmente, no se descarta la ocurrencia de más incendios asociados a las altas temperaturas de los flujos de lava, tal como ocurrió en la erupción de 2017 y ocurre en la actual erupción. En caso de incendio, la zona afectada podría ser más amplia y dependerá de la dirección y velocidad del viento.

Recomendaciones
No existen asentamientos humanos en la Isla Fernandina. Como la dirección predominante del viento es hacia el occidente-noroccidente, las islas pobladas (Isabela, Santa Cruz, Floreana y San Cristóbal) no deberían verse afectadas por gases volcánicos o caída de ceniza, salvo si el viento cambia de dirección. Si los flujos de lava ingresan al mar, se recomienda permanecer a una distancia prudencial, ante la potencial ocurrencia de explosiones pequeñas y/o liberación de gases tóxicos. La ocurrencia de incendios es un fenómeno secundario asociado a las altas temperaturas de los flujos de lava que entran en contacto con la vegetación circundante.

Referencias

Bourquin, J., S. Hidalgo, B. Bernard, P. Ramón, S. Vallejo, and A. Parmigiani (2009). Fernandina volcano eruption, Galápagos Islands, Ecuador: SO2 and thermal field measurements compared with satellite data: Informal report, Instituto Geofísico Escuela Politécnica Nacional (IGEPN).
IGEPN (2020a) - Informe Volcánico Especial – Fernandina – 2020 - N°02 (https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/1788-informe-especial-del-volcan-fernandina-n-2-2020)
IGEPN (2020b) - Informe Volcánico Especial – Fernandina – 2020 - N°03 (https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/1792-informe-especial-del-volcan-fernandina-n-3-2020)
IGEPN (2021) - Informe Volcánico Especial – Fernandina – 2021 - N°01 (https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/1792-informe-especial-del-volcan-fernandina-n-1-2021)
IGEPN. (2024). Informe Volcánico Especial – Fernandina – N° 2024-001 (https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/2106-informe-volcanico-especial-fernandina-n-2024-001)
Lazecký, M., Spaans, K., González, P. J., Maghsoudi, Y., Morishita, Y., Albino, F., ... & Wright, T. J. (2020). LiCSAR: An automatic InSAR tool for measuring and monitoring tectonic and volcanic activity. Remote Sensing, 12(15), 2430.
Vasconez, Francisco Javier, Juan Camilo Anzieta, Anais Vásconez Müller, Benjamin Bernard, and Patricio Ramón. “A Near Real-Time and Free Tool for the Preliminary Mapping of Active Lava Flows during Volcanic Crises: The Case of Hotspot Subaerial Eruptions.” Remote Sensing, 2022, 23. https://doi.org/10.3390/rs14143483.

Elaborado por: Francisco J. Vasconez, Santiago Aguiza, Stephen Hernández, Marco Almeida, Silvia Vallejo
Revisado por: Patricia Mothes, Silvana Hidalgo
Con la colaboración de: Diego Coppola (U. Turín, Italia), Sébastien Valade (UNAM, México), Pedro Espín (Universidad de Leeds, Inglaterra).
Corrector de Estilo: Gerardo Pino

Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Fin del proceso eruptivo del volcán Fernandina (La Cumbre)

PORTADA: Mapa de los flujos de lava de la erupción del volcán Fernandina (La Cumbre) ocurrida entre marzo y mayo de 2024. El mapa fue elaborado con imágenes satelitales de Sentinel-2 y PlanetScope. Elaborado por: F.J. Vasconez - IG-EPN.

Agradecimientos

El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) agradece al Parque Nacional Galápagos, Ministerio de Medio Ambiente, Agua y Transición Ecológica, SILVERSEA, Universidad de Turín (Italia), Universidad de Leeds (UK), Universidad de Dublín (UK) y Universidad Autónoma de México (México) por su colaboración. Su contribución permitió obtener información relevante para la vigilancia del proceso eruptivo de Fernandina 2024.

Resumen
El 2 de marzo de 2024, a las 23h50 TL (Galápagos), el volcán Fernandina (La Cumbre) inició un nuevo proceso eruptivo el cual terminó entre el 8 y 9 de mayo de 2024, después de ˜68 días de actividad. La erupción se caracterizó por la emisión de gases volcánicos y flujos de lava. Los gases volcánicos, principalmente SO₂, tuvieron valores máximos al inicio de la erupción (> 30000 toneladas), pero en los días subsiguientes disminuyeron significativamente. Durante la mayor parte de la erupción las medidas de SO₂ fluctuaron entre 100 y 1000 toneladas. Sin embargo, desde el 8 de mayo no se registran valores de SO₂ o fueron menores a 10 toneladas.

La erupción se dio a partir de 20 fisuras en el borde superior suroriental de la caldera, con una longitud total de 4,3 km. Todas las fisuras estuvieron activas por un máximo de dos días emitiendo flujos de lava, excepto por la fisura número 13, que fue la única activa durante todo el proceso eruptivo (˜68 días). Esta fisura emitió flujos de lava hacia la zona costera a través de túneles de lava. La tasa de emisión de lava fue de aproximadamente 200 m³/s, al inicio de la erupción, y progresivamente disminuyó a menos de 0,5 m³/s. Los flujos de lava cubrieron un área aproximada de 15,5±0,8 km² (˜1550 hectáreas) y alcanzaron el mar el día 6 de abril, extendiendo la superficie de la isla en un área aproximada de 0,1 km² (10 hectáreas).

Se estima que el volumen total de material volcánico emitido durante la erupción fue de ˜60,5±30 millones de m³. Estos valores sugieren que la erupción del volcán Fernandina de este año es posiblemente la más grande de los últimos 40 años; superando a las erupciones ocurridas en los años 1995 y 2009.

Debido al fin de la actividad eruptiva los niveles para el volcán Fernandina son: interna y superficial BAJA con tendencia SIN CAMBIO.

Cómo citar/how to cite: IGEPN (2024) – Informe Volcánico Especial – Fernandina – N° 2024-004.

Anexo técnico-científico

Antecedentes
El volcán Fernandina (La Cumbre) es el volcán activo más occidental de las Islas Galápagos. Desde los años 1800 el volcán Fernandina ha tenido entre 28 y 30 erupciones, siendo esta la mayor tasa de recurrencia de erupciones en las Islas Galápagos. Típicamente, las erupciones en Fernandina se caracterizan por la emisión de gases volcánicos sin contenido de ceniza y de flujos de lava a través de un sistema de fisuras. El sábado 2 de marzo de 2024 a las 23h50 TL (Galápagos) el volcán inició un nuevo periodo eruptivo (IGEPN, 2024) luego de 4 años de su última erupción (IGEPN, 2020a y 2020b). Esta erupción fue el resultado de un proceso de deformación del suelo o “inflación” causado por el ingreso de nuevo material al reservorio magmático somero detectado desde el año 2020 (IGEPN, 2021).

Actividad Interna
La actividad interna se relaciona con los procesos volcánicos que ocurren en zonas subterráneas, es decir, a varios kilómetros de profundidad. Esta actividad es vigilada con estaciones sísmicas, GPS de alta precisión, inclinómetros e instrumentos satelitales. Las medidas obtenidas por estos instrumentos permiten tener una idea general, aunque indirecta, de los procesos que ocurren en estas zonas profundas, que de otra forma son inaccesibles.

Sismicidad
En el sismograma de la figura 1 se observa un evento sísmico de 4.4 Mlv el día 2 de marzo, localizado a 20 km al SE de la isla Fernandina (https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us7000m3wt/executive). Posteriormente, se registra un enjambre de sismos pre-eruptivo que empieza a las 22h30 TL (04h30 UTC – recuadro naranja en la figura 1). Una hora y 20 minutos después de dicho enjambre se observa el inicio de la erupción. El sismograma muestra la componente vertical de la estación PAYG, ubicada en la Isla Santa Cruz, a 140 km de la Isla Fernandina para los días 2 y 3 de marzo 2024, donde se aplicó un filtro de frecuencias de entre 2 y 8 Hz.

Figura 1: Sismograma de la estación PAYG ubicada en la Isla Santa Cruz a 140 km de la Isla Fernandina en donde se observa la actividad sísmica previa y durante el inicio de la erupción. Las horas están en UTC (Tiempo Universal). Elaborado por: S. Hernández - IG-EPN.

Deformación
Utilizando interferometría radar de apertura sintética (InSAR por sus siglas en inglés) con imágenes de Sentinel-1 de la Agencia Espacial Europea, se obtuvo una serie temporal de la deformación superficial del suelo en el área del centro de la caldera (Figura 2a). Esta serie se generó a partir de imágenes satelitales del periodo entre noviembre 2023 y mayo de 2024. En la serie se observa que antes de la erupción hubo un incremento positivo (inflación) en la deformación del suelo asociado al ingreso de magma al reservorio somero. Por lo contrario, después del inicio de la erupción se observa un decrecimiento (deflación) con una diferencia de ˜10 cm. Esta deflación está asociada a la salida de material volcánico desde zonas profundas debido al proceso eruptivo como tal. Adicionalmente, se dispone del mapa de velocidades (Figura 2b) obtenido mediante imágenes SAR, en el cual se observa deflación (color azul) en el área de la caldera, lo cual es coherente con la pérdida de volumen al interior del reservorio magmático debido a la emisión de los flujos de lava.

Figura 2. a) Serie temporal de deformación del volcán Fernandina (La Cumbre) entre noviembre 2023 y mayo 2024 (InSAR-Sentinel-1). Posterior al inicio de la erupción se observa deflación en la superficie de la caldera asociado a la perdida de volumen debido a la erupción. Cortesía: LicSAR COMET b) Mapa de velocidades en el volcán Fernandina entre el 5 y el 17 de mayo de 2024. Los colores azules indican deflación o hundimiento del suelo. Cortesía: LicSAR COMET.

Actividad Superficial
La actividad superficial es aquella relacionada con los procesos volcánicos que ocurren en la superficie, es decir, hacia la atmósfera. La actividad superficial durante la actual erupción de Fernandina se manifiesta con emisiones de gases volcánicos y flujos de lava. La cuantificación adecuada de estos fenómenos permite clasificar una erupción en términos de magnitud (pequeña o grande) e intensidad.

Emisión de gases volcánicos
Desde las 23h50 TL, del 2 de marzo, el satélite geoestacionario GOES-16 registró una emisión de gas de 2-3 km sobre el nivel de la cumbre (snc) con contenido muy bajo de ceniza. La emisión de gas fue intensa hasta las 04h00 TL del 3 de marzo, y posteriormente disminuyó. La nube de gas se dirigió hacia el occidente, nor-occidente y sur-occidente. Los días siguientes se observó nubes de gas de baja altura (< 200 msnc) con dirección predominante hacia el occidente, pero con cambios al oriente, norte y sur, según la dirección de los vientos.

Los sensores satelitales OMI, OMPS y TROPOMI registraron las emisiones de SO₂ relacionados con la erupción de Fernandina a lo largo de todo el periodo eruptivo. Dichas medidas son procesadas por diferentes instituciones internacionales como: NASA (Estados Unidos), MOUNTS (México) y DLR (Alemania), y también por el IG-EPN (Figura 3). Las medidas más altas se registraron al inicio de la erupción con > 30000 toneladas. Los días siguientes los valores descendieron fluctuando entre 1000 y 100 toneladas de SO₂ (Figura 3). Desde el 8 de mayo estas medidas descendieron rápidamente a cero o por debajo de las 10 toneladas, indicando el fin del proceso eruptivo.

Figura 3. Masa de dióxido de azufre SO₂ detectada por los diferentes sensores satelitales (OMPS, OMI, TROPOMI) durante el periodo del 3 de marzo al 21 de mayo de 2024. Los puntos verdes son el valor promedio de los diferentes sistemas internacionales mientras que los triángulos rojos son los calculados por el IG-EPN. Las líneas entrecortadas de color verde y rojo indican el promedio móvil cada 3 días para indicar la tendencia de los datos. Nótese que el gráfico está en escala logarítmica. Elaborado por: F.J. Vasconez - IG-EPN.

Adicionalmente, durante la visita de campo del 6 de marzo se obtuvo medidas de SO₂ con un DOAS Mobile (Sistema de espectroscopia de absorción óptica diferencial - móvil), el cual detectó concentraciones entre 100 y 120 ppmm, considerados como moderados. También se realizó una travesía en barco para la medición de gases volcánicos utilizando un equipo MultiGAS. Este equipo mide diferentes especies gaseosas provenientes del magma como agua (H₂O), dióxido de azufre (SO₂), dióxido de carbono (CO₂), y ácido sulfhídrico (H₂S). Las razones o proporciones entre las concentraciones de estos gases ayudan a tener una visión indirecta de las condiciones del reservorio magmático. Los resultados muestran un máximo de SO₂/H₂S de 1,3. Este valor es bajo y se asocia a una disminución en la emisión de SO₂; lo que es coherente con la disminución de la emisión de SO₂ detectada por los sensores satelitales luego del inicio de la erupción. El equipo MultiGAS no detectó valores de dióxido de Carbono, ni de agua durante las mediciones.

Flujos de lava
Las constelaciones de satélites de rango óptico Sentinel-2, Landsat-8 y PlanetScope han permitido seguir la evolución de la erupción en el tiempo cuando las condiciones climáticas han sido adecuadas. Se identificaron 20 fisuras eruptivas distribuidas en el borde externo del flanco suroriental de la caldera. Estas fisuras tienen longitudes de entre 20 y 600 metros y se ubican en las cotas de 1100 y 1200 m sobre el nivel del mar (snm). La extensión total de la zona de las fisuras es de aproximadamente 4,3 km. Además, las imágenes satelitales permitieron elaborar mapas de la zona inundada por flujos de lava y su evolución a lo largo del tiempo (Figura 4). El mayor alcance se dio entre el 3 y 31 de marzo con 11 km mientras que entre el 01 de abril y el fin de la erupción (8-9 de mayo) su recorrido no superó los 2,5 km.

Figura 4. Mapas de la zona inundada por flujos de lava entre el 3 de marzo y 19 de mayo de 2024. El recuadro rojo en la figura “a” muestra la zona amplificada del flanco suroriental por la cual los flujos de lava se movilizaron. Los mapas fueron elaborados utilizando imágenes adquiridas por la constelación de satélites PlanetScope. (Elaborado por: S. Vallejo - IG-EPN).

Con la información satelital se determinó que, para el 15 de mayo, el frente del flujo de lava tenía un alcance máximo de 13,4 km superando la línea de costa por aproximadamente 210 metros. Los flujos de lava cubren un área aproximada de ˜15,5±0,8 km2 (˜1550 hectáreas) y la isla creció en 0,1 km2 (10 hectáreas). Además, las imágenes satelitales permitieron observar que las fisuras estuvieron activas por un máximo de dos días, mientras que únicamente la fisura 13 se mantuvo activa durante toda la erupción lo que también se constató durante la visita de campo del 6 de marzo. Esta fisura alimentaba con lava las zonas bajas mediante túneles. Además, se determinó que un área de ˜2,7 km2 fue afectada por incendios debido a la interacción de los flujos de lava calientes con la vegetación circundante, entre 360 m snm y 1300 m snm.

Adicionalmente, los sensores satelitales VIIRS y MODIS detectaron anomalías de calor en la superficie terrestre, dos veces al día, en términos de energía radiante (FRP) en la zona del volcán. Esta información se utilizó para hacer un conteo diario de anomalías térmicas, vigilar el avance de los flujos de lava y elaborar mapas preliminares diarios de las zonas inundadas por los flujos. En la figura 5 se muestran el conteo de anomalías termales y su acumulativo. El día 3 de marzo (inicio de la erupción en UTC) se registró el mayor número de anomalías térmicas con más de 1500. Posteriormente, su número descendió entre 100 y 500 por día. Adicionalmente, se observó valores mínimos los días 13, 19, 21 y 26 de marzo. El número de anomalías termales fue fluctuante debido al proceso eruptivo, la formación de túneles de lava y las condiciones de nubosidad en la zona. Desde el 8 de mayo se observó una disminución significativa en el número de anomalías térmicas que posteriormente vuelve a incrementarse. Sin embargo, estas anomalías, posteriores al 8 de mayo son de baja energía y están posiblemente asociadas al calor remanente de los flujos de lava mientras se enfrían.

Figura 5. Conteo diario de anomalías termales reportadas durante la erupción del volcán Fernandina. Fuente: FIRMS (NASA). Elaborado por: F.J. Vasconez - IG-EPN.

La figura 6 muestra la ubicación de las anomalías termales registradas por los sensores VIIRS y reportados por el sistema FIRMS, las variaciones de energía térmica (FRP) y su alcance máximo (en línea recta). Las anomalías térmicas se ubican en el flanco suroriental de Fernandina. Los valores de energía radiante (FRP) fueron más intensos al inicio de la erupción con un máximo de 545,9 MW y posteriormente disminuyeron hasta alcanzar un promedio de 70 MW. Desde el 18 de marzo se observó una disminución en la energía radiante cuyos máximos se mantuvieron entre 100 y 250 MW. Adicionalmente, esta información permitió identificar el arribo de los flujos de lava al mar desde el 6 de abril; cuando los alcances máximos empezaron a sobrepasar el límite de la línea de costa representado por una línea azul entrecortada en la figura 6. Desde el día 9 de mayo los máximos diarios de FRP cayeron por debajo de 100 MW y desde el 11 de mayo por debajo de 20 MW. Valores inferiores a 20 MW están asociados, en este caso, al calor remanente de los flujos de lava durante el tiempo que toma su enfriamiento. Esta información sugiere el fin del proceso eruptivo en Fernandina desde el 9 de mayo de 2024.

Figura 6. Mapa de ubicación de las anomalías termales reportadas por FIRMS en el tiempo y variaciones de energía radiante (FRP) y alcance máximo de los flujos de lava. Elaborado por: F.J. Vasconez - IG-EPN utilizando el programa lavaflow mapper (Vasconez et al., 2022).

El alcance diario de los flujos de lava ha ido cambiando según el avance de los flujos de lava hacia cotas más bajas (Figura 7). Para el 3 de marzo el frente del flujo de lava tenía un alcance de ˜6,6 km, para el 4 de marzo de ˜7,9 km, el 18 de marzo ˜9,8 km. Posteriormente, se mantuvo estable hasta el 28 de marzo a una distancia de 9,9 km. A partir del 29 de marzo se observó un nuevo incremento paulatino en el avance de los flujos de lava alcanzando un máximo de ˜13,2 km el 6 de abril (Figura 7). Finalmente, desde el 7 de abril hasta el 6 de mayo el avance del flujo de lava disminuyó significativamente a 0,4 km. Estos valores muestran cambios significativos en las velocidades de avance de los flujos de lava. Para el inicio de la erupción se estimó una velocidad de ˜342 m/h, luego un decaimiento a ˜51 m/h y ˜7 m/h, para el 4 y 18 de marzo, respectivamente (Figura 7). Desde el 29 de marzo se observó un nuevo incremento en la velocidad con un promedio de ˜17 m/h y desde el 7 de abril disminuyó a un promedio de 0,5 m/h hasta el fin de la erupción (Figura 7).

Figura 7. Alcance máximo y velocidad del avance del frente de flujos de lava durante la erupción del volcán Fernandina 2024. La información se obtuvo con datos de los sensores satelitales VIIRS (FIRMS). Nótese que el eje de velocidad (derecha) está en escala logarítmica. (Elaborado por: F.J. Vasconez - IG-EPN).

Por otro lado, en colaboración con la Universidad de Turín (Italia), el sistema satelital MIROVA calculó una tasa de extrusión de ˜200 m³/s al inicio de la erupción, la cual decayó exponencialmente hasta estabilizarse a una tasa de ˜5 m³/s, y que posteriormente se redujo a ˜0.5 m³/s (Figura 8a). Adicionalmente, MIROVA estimó un volumen total de lava emitida de ˜60,5±30 millones de m³ (Figura 8b). Estos valores confirman que la actual erupción de Fernandina es la más grande, en términos de volumen emitido, de los últimos 40 años, superando las erupciones de los años 1995 con 55,3 millones de m³ (Bourquin et al., 2009) y de 2009 con 57 millones de m³ (Rowland et al., 2003). La erupción de Fernandina 2024 emitió aproximadamente una masa de 1,35x1011 kg en ˜68 días, lo que implica una magnitud de 4,13 e intensidad de 7,4.

Figura 8. Datos del sistema MIROVA. a) Serie temporal de la tasa de emisión de lava. b) Serie temporal del volumen de lava emitido en el tiempo (Cortesía: Diego Coppola – Universidad de Turín, Italia).

Conclusiones
En base a las observaciones realizadas, la actual erupción del volcán Fernandina (La Cumbre) terminó el 8-9 de mayo y tuvo una duración de ˜68 días. Los principales fenómenos asociados a la erupción fueron la emisión de flujos de lava a través de un sistema de fisuras circunferencial en la parte alta del flanco suroriental del volcán, siendo la fisura 13 la más activa a lo largo de la erupción mientras que el resto de las fisuras estuvieron activas únicamente durante los primeros dos días de actividad. Las lavas cubrieron un área aproximada de 15,5±0,8 km² con un volumen aproximado de ˜60±30 millones de m³. Los flujos de lava llegaron al mar el 6 de abril y extendieron la superficie de la isla en aproximadamente 0,1 km² (10 hectáreas). Además, las emisiones de gases volcánicos, principalmente SO₂, tuvieron un máximo de ˜30000 toneladas al inicio de la erupción y posteriormente fluctuaron entre 100 y 1000 toneladas. El proceso eruptivo finalizó en Fernandina es el más grande de los últimos 40 años. Finalmente, se observó la ocurrencia de incendios asociados a las altas temperaturas de los flujos de lava que entraron en contacto con la vegetación, principalmente entre 360 y 1300 m snm, similar a lo que ocurrió en la erupción de Fernandina de 2017.

Recomendaciones
No existen asentamientos humanos en la Isla Fernandina. Sin embargo, se recomienda a los turistas no acercarse a la zona de depositación de los flujos de lava, aunque la erupción haya terminado. En esta erupción se formaron túneles de lava los cuales son muy inestables y pueden colapsar repentinamente. Además, estas zonas se mantienen calientes y las rocas son muy cortantes. En caso de caída, las personas pueden verse severamente afectadas.

Referencias
Bourquin, J., S. Hidalgo, B. Bernard, P. Ramón, S. Vallejo, and A. Parmigiani (2009). Fernandina volcano eruption, Galápagos Islands, Ecuador: SO2 and thermal field measurements compared with satellite data: Informal report, Instituto Geofísico Escuela Politécnica Nacional (IGEPN).
IGEPN (2020a) - Informe Volcánico Especial – Fernandina – 2020 - N°02 (https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/1788-informe-especial-del-volcan-fernandina-n-2-2020)
IGEPN (2020b) - Informe Volcánico Especial – Fernandina – 2020 - N°03 (https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/1792-informe-especial-del-volcan-fernandina-n-3-2020)
IGEPN (2021) - Informe Volcánico Especial – Fernandina – 2021 - N°01 (https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/1792-informe-especial-del-volcan-fernandina-n-1-2021)
IGEPN. (2024). Informe Volcánico Especial – Fernandina – N° 2024-001 (https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/2106-informe-volcanico-especial-fernandina-n-2024-001)
Lazecký, M., Spaans, K., González, P. J., Maghsoudi, Y., Morishita, Y., Albino, F., ... & Wright, T. J. (2020). LiCSAR: An automatic InSAR tool for measuring and monitoring tectonic and volcanic activity. Remote Sensing, 12(15), 2430.
Rowland, Scott K., Andrew J. L. Harris, Martin J. Wooster, Falk Amelung, Harold Garbeil, Lionel Wilson, and Peter J. Mouginis-Mark. “Volumetric Characteristics of Lava Flows from Interferometric Radar and Multispectral Satellite Data: The 1995 Fernandina and 1998 Cerro Azul Eruptions in the Western Galápagos.” Bulletin of Volcanology 65, no. 5 (July 1, 2003): 311–30. https://doi.org/10.1007/s00445-002-0262-x.
Vasconez, Francisco Javier, Juan Camilo Anzieta, Anais Vásconez Müller, Benjamin Bernard, and Patricio Ramón. “A Near Real-Time and Free Tool for the Preliminary Mapping of Active Lava Flows during Volcanic Crises: The Case of Hotspot Subaerial Eruptions.” Remote Sensing, 2022, 23. https://doi.org/10.3390/rs14143483.

Informes previos
IGEPN. (2024a). Informe Volcánico Especial – Fernandina – N° 2024-001. https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/2106-informe-volcanico-especial-fernandina-n-2024-001
IGEPN. (2024b). Informe Volcánico Especial – Fernandina – N° 2024-002. https://informes.igepn.edu.ec/igepn-registro-web/pages/public/InformeGenerado.jsf?directorio=31979
IGEPN. (2024c). Informe Volcánico Especial – Fernandina – N° 2024-003. https://informes.igepn.edu.ec/igepn-registro-web/pages/public/InformeGenerado.jsf?directorio=32134

Elaborado por: Francisco J. Vasconez, Silvia Vallejo, Santiago Aguiza, Marco Almeida, Stephen Hernández
Revisado por: Pablo Palacios, Benjamín Bernard, Mónica Segovia, Silvana Hidalgo
Con la colaboración de: Diego Coppola (U. Turín, Italia), Sébastien Valade (UNAM, México), Pedro Espín (Universidad de Leeds, Inglaterra).
Corrector de Estilo: Gerardo Pino

Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Pulso eruptivo del volcán Sangay y caída de ceniza

Emisión de gases y ceniza observada por el satélite GOES-16 la madrugada de hoy 02h40 TL.

Resumen
A partir de las 22h00 tiempo local (TL) del 20 de abril de 2023, las estaciones sísmicas de la RENSIG detectaron tremor de emisión correspondiente a un pulso eruptivo del volcán Sangay. Esta señal alcanzó tres picos de actividad, un primer pico a las 23h16 TL, un segundo -más fuerte que el anterior- a las 00h52 TL y un último pico de menor intensidad a las 02h50 TL. Luego la actividad bajó gradualmente hasta desaparecer cerca de las 04h00 TL del 21 de abril de 2023, lo cual indica una duración total del evento de cerca de 6 horas. Posteriormente, a las 11h50 TL se observa otro pulso de actividad, pero menor que los anteriores. Las columnas de ceniza correspondientes a esta erupción alcanzaron alturas de hasta 9 km sobre el nivel de la cumbre (14,3 km snm) y por la dirección de los vientos hacia el occidente han provocado caída de ceniza leve a moderada en las provincias de Chimborazo (cantones Guamote y Pallatanga), Bolívar (cantón Chillanes), Los Ríos (cantones Montalvo, Babahoyo y Baba) y Guayas (cantones Salitre, Bucay, Juján, Simón Bolívar). Este pulso eruptivo es de menor intensidad comparado con los pulsos eruptivos de septiembre 2020 y marzo 2021. En base a los datos compilados hasta el momento, se estima que su índice de explosividad volcánica (VEI, por sus siglas en inglés) fue de 2 en la escala que va de 0 a 8 (Newhall y Self, 1982); lo que lo clasifica como una erupción pequeña. Es importante recordar que estos eventos son comunes en el volcán Sangay y que los principales fenómenos que puede afectar a la ciudadanía son la caída de ceniza y lahares secundarios en caso de que ocurran lluvias fuertes en la zona alta del volcán. El IG-EPN se mantiene en vigilancia permanente e informará oportunamente en caso de detectar cambios en los parámetros de monitoreo del volcán Sangay.

Anexo técnico-científico
Sismicidad
Durante la noche del jueves 20 y la mañana del viernes 21 de abril de 2023, estaciones distales, ubicadas a más de 50 km con respecto al volcán Sangay, registraron episodios de tremor asociados a la emisión de columnas de ceniza. Este tremor alcanzó un primer pico a las 23h16 TL, un segundo pico más fuerte, a las 00h52 TL y un tercer pico de menor intensidad, a las 02h50 TL. El evento duró aproximadamente 6 horas (Figura 1). Posteriormente se registró otro evento puntual a las 11h50 TL.

Figura 1. Amplitudes de las señales sísmicas de la erupción del 20 y 21 de abril de 2023 en el Sangay, registradas en 3 estaciones regionales (lejanas al volcán: distancia mayor a 50 km). Las amplitudes son adimensionales (unidades en cuentas), y capturan la ocurrencia de 3 pulsos distintos, con picos que ocurren a las: 23h16, 00h52 y 02h50 tiempo local (TL).

Nubes de ceniza y caídas de ceniza
En imágenes satelitales de GOES-16, el 20 de abril de 2023 desde las 23h00 se observó una primera nube de gas y ceniza que alcanzó una altura máxima de 9 km sobre la cumbre a las 23h30 (14,3 km sobre el nivel del mar) y duró hasta las 00h10 TL del 21 de abril, dirigiéndose hacia el occidente. Una segunda nube de gas y ceniza se formó a partir de las 00h30 TL, alcanzando también 9 km sobre la cumbre y disminuyó gradualmente a partir de la 01h00 TL. Posteriormente, una nube de gas y ceniza de menor altura se formó a partir de las 02h50 TL y disminuyó hasta disiparse a las 04h00 TL. Estas nubes de vapor, gas y ceniza alcanzaron hasta 170 km de distancia al occidente del volcán, causando caídas de ceniza leves a moderadas en las provincias de Chimborazo (cantones Guamote y Pallatanga), Bolívar (cantón Chillanes), Los Ríos (cantones Montalvo, Babahoyo y Baba), y Guayas (cantones Salitre, Bucay, Jujan, Simón Bolívar) (Figs. 2 y 3).

Figura 2. Resultado de la simulación de caída de ceniza de Ash3D basada en la observación de las erupciones de la noche del 20 y madrugada del 21 de abril 2023 (altura de 9 km sobre la cumbre, duración de 2,5 horas y un volumen de 0,0024 km3). Los polígonos indican el espesor de la caída de ceniza según la simulación en milímetros. Las figuras negras indican las localidades desde las cuales se reportó caída de ceniza.

Figura 3. Fotos enviadas por integrantes de la Red de Observadores Volcánicos (ROVE). Sobre las consecuencias de la caída de ceniza, el día de hoy 21 de abril 2023.

Adicionalmente, desde las 11h50 TL hasta las 14h10 TL del 21 de abril, se observó otra emisión de gas y ceniza en imágenes satelitales. Ésta también se dirige hacia el occidente y es de similar altura que las emisiones anteriores (entre 8 y 9 km sobre la cumbre). Dicha actividad podría causar nuevamente caída de ceniza leve a moderada en las provincias de Chimborazo, Bolívar y Los Ríos.

Pronósticos a corto plazo de la actividad del volcán Sangay

Nota de descargo: Los pronósticos a corto plazo se definen en función de la evolución de la actividad reciente del volcán Sangay y presentan los principales fenómenos susceptibles de producirse. El grupo técnico-científico del Instituto Geofísico de la EPN actualiza periódicamente estos pronósticos para un periodo de días a semanas. En el caso de un proceso aproximadamente estacionario, no habrá cambios en los pronósticos. Los pronósticos están sujetos a cambios rápidos si se detectan anomalías en los parámetros de vigilancia volcánica. Los fenómenos naturales como las erupciones volcánicas son impredecibles en cuanto a su magnitud y cronología, por lo que los pronósticos son sólo una guía para la toma de decisiones por parte de las autoridades y del público. Los pronósticos pueden diferir de los escenarios de los mapas de amenaza volcánica en función de las condiciones actuales. El orden de los pronósticos no está basado en cálculos sino en función de las conclusiones de la evaluación de la actividad reciente del volcán.

1. Más probable: continúa la actividad eruptiva. En este escenario se espera la ocurrencia de nuevas columnas eruptivas de gas y ceniza que pueden alcanzar hasta 9 km sobre el nivel de la cumbre; similares a las registradas en la noche del 20 de abril y en la madrugada y tarde del 21 de abril. Las emisiones pueden provocar caída de ceniza leve a moderada a nivel provincial (principalmente en Chimborazo, Bolívar, Los Ríos y Guayas), dependiendo de la dirección y velocidad del viento. Lahares secundarios pueden formarse por la removilización de la ceniza recién depositada debido a fuertes lluvias en las zonas altas del volcán, principalmente hacia el río Upano.
2. Menos probable: disminución gradual de la actividad con columnas eruptivas de altura entre 2-6 km sobre la cumbre y caídas de ceniza a nivel cantonal (principalmente en la provincia de Chimborazo), dependiendo de la dirección y velocidad del viento.
3. Muy poco probable: aumento rápido y significativo de la actividad interna y superficial del volcán con columnas eruptivas altas (>10 km sobre la cumbre) y caídas de ceniza a nivel provincial, flujos piroclásticos y lahares principalmente hacia el río Upano.

Recomendaciones generales
Dado que el volcán Sangay se encuentra en una zona remota los principales fenómenos que puede causar afectación a la población son: la caída de ceniza y lahares secundarios. Por esta razón el IG-EPN recomienda: en caso de estar en la zona de caída de ceniza protegerse con mascarilla, gafas de protección y limitar su exposición (más información: http://www.ivhhn.org/es/ash-protection). En caso de ocurrir lluvias fuertes en la zona alta del volcán pueden formarse lahares que descienden por los ríos que nacen en el volcán, principalmente el río Upano que pudiesen afectar la carretera Puyo-Macas, por ello se recomienda vigilar el caudal del río y evitar estar en las cercanías de los mismos.

Mantenerse informado de la evolución de la actividad eruptiva en la página web del Instituto Geofísico y en sus redes sociales Twitter, Facebook y Telegram. Seguir las recomendaciones de las autoridades de gestión de riesgos (SGR y GADs).

El IG-EPN se mantiene atento a la evolución de la actividad en el volcán Sangay e informará oportunamente en caso de detectar cambios en los parámetros de vigilancia.

Elaborado por: B. Bernard, F.J. Vasconez, A. Vásconez, S. Hernández, S. Hidalgo, D. Sierra, S. Aguaiza.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Actualización de la actividad interna y superficial del volcán Sangay

Resumen
Desde el 6 de mayo de 2019, el volcán Sangay presenta una actividad eruptiva catalogada como de nivel moderado a alto, con emisiones casi continuas de gases, ceniza, flujos de lava, flujos piroclásticos y lahares. En las últimas semanas, los parámetros de actividad interna del volcán han mostrado un incremento en la cantidad de explosiones pequeñas, así como una ligera tendencia inflacionaria en todos los flancos del volcán. Por otra parte, los parámetros superficiales muestran una continua emisión de flujos de lava (anomalías térmicas constantes) y ligeros cambios en la morfología del volcán. Este tipo de actividad es muy común en el volcán Sangay, el cual mantiene su actividad tanto interna como superficial en niveles considerados como altos al momento de la realización del presente informe.