Geoquímica de las emanaciones de gases volcánicos-hidrotermales en edificios geológicos de cabo verde y canarias

Resumen

El margen continental pasivo africano se caracteriza por una abundante actividad volcánica, que queda reflejada en varios grupos de islas y un número significativo de montes submarinos. De estos grupos, las islas Canarias y de Cabo Verde podrían deber su origen en el afloramiento de un manto fértil que se encuentra a lo largo de la zona de sutura entre la vieja y gruesa litosfera continental africana y la joven litósfera oceánica, en una combinación espaciada más o menos uniforme de anomalías en el manto denominadas plumas mantélicas. Durante los últimos 500 años, el volcanismo ha estado presente en los dos archipiélagos (volcanismo histórico), por lo tanto, la reducción del riesgo volcánico debería cobrar especial importancia para asegurar el desarrollo sostenible de ambos archipiélagos. Es por esto que el establecimiento de un programa de vigilancia volcánica multidisciplinar es una de las medidas recomendadas por la comunidad científica internacional para reducir el riesgo volcánico en volcanes o regiones volcánicas activas. La monitorización geoquímica no sólo contribuye a este enfoque multidisciplinar para la vigilancia volcánica, sino que también proporciona una valiosa información sobre los cambios que tienen lugar en la actividad volcánica, ya que el contenido de volátiles en los magmas es la fuerza motriz de las erupciones volcánicas. En este trabajo de investigación se presentan los resultados obtenidos en los estudios de gases volcánicos realizados en varios sistemas volcánicos activos de los archipiélagos de Canarias y Cabo Verde, como los estratovolcanes Teide (Tenerife, Islas Canarias) y el Pico do Fogo (Fogo, Cabo Verde) y las islas volcánicas oceánicas de Fogo, Brava y São Vicente (Cabo Verde) y El Hierro (Islas Canarias). Debido a que las manifestaciones visibles de las desgasificaciones de los sistemas volcánicos de los archipiélagos de Canarias y Cabo Verde son escasas, los estudios de desgasificación difusa o no visibles han de tenerse en cuenta para establecer programas de monitorización geoquímica que fortalezcan los programas de vigilancia volcánica en ambos archipiélagos activos. En relación con la crisis sísmico-volcánica ocurrida en Tenerife durante el período comprendido entre 2004-2005, se observó que la composición química e isotópica de los fluidos descargados a través de las fumarolas que se encuentran en el interior del cráter de El Teide, mostraron una mayor contribución de gases magmáticos acompañados de altas emisiones de CO2 difuso total. Estas observaciones geoquímicas y sus correspondientes cambios temporales asociadas con la actividad sísmica se revelan como una clara evidencia de la ocurrencia de una nueva actividad volcánica en la isla de Tenerife. Por lo tanto, se recomienda que el programa de vigilancia volcánica, que tiene como objetivo reducir el riesgo volcánico en la isla de Tenerife, implique el acoplamiento de estudios geofísicos y geoquímicos. Los resultados de los trabajos de campo sobre la desgasificación difusa de CO2 realizados en la isla oceánica volcánica activa de El Hierro durante el período 1998-2012, mostraron también señales precursoras de corto y largo período relacionadas con la crisis sismo-volcánica de 2011-2012, la cual culminó con una erupción submarina localizada aproximadamente a 2 km al sur del edificio insular. Los resultados geoquímicos sobre desgasificación difusa de CO2 obtenidos demuestran que la combinación de métodos de medida en discreto (realización de campañas de campo) con los métodos en continuo (estaciones de medida automáticas) son extremadamente beneficiosos para optimizar un sistema de monitorización geoquímica de alerta temprana, aportando información relacionada con los cambios en la actividad volcánica de un sistema activo. En el caso del archipiélago de Cabo Verde, se llevaron a cabo, en primer lugar, trabajos de campo para evaluar la relación entre la desgasificación difusa de CO2 y la actividad volcánica en las islas volcánicas oceánicas de São Vicente, Brava y Fogo. Estas islas se caracterizan por tener actividad volcánica durante el Pleistoceno, Holoceno y volcanismo histórico, respectivamente. Mediante el análisis gráfico estadístico de los datos de flujo de CO2 en el ambiente superficial del suelo se observaron dos poblaciones geoquímicas superpuestas (poblaciones fondo y pico) para cada isla. La media geométrica de la relación pico/fondo para el flujo de CO2 de estos estudios mostró una excelente correlación con los datos de 3He/4He de los fluidos terrestres de estas islas volcánicas oceánicas. Esto sugiere que existe una buena correlación entre la desgasificación difusa de CO2 y la actividad volcánica en el archipiélago de Cabo Verde. Por otro lado, la composición isotópica del carbono (¿13C-CO2) en la atmósfera del suelo de estos tres sistemas volcánicos insulares, manifestó diferentes grados de contribuciones de CO2 atmosférico, biogénico y endógeno. Los aportes de CO2 de origen profundo o endógeno, se observaron en las islas oceánicas volcánicas de Brava y Fogo. El vulcanismo histórico en el archipiélago de Cabo Verde, está restringido a la isla de Fogo, donde han tenido lugar 28 erupciones volcánicas, por ello los estudios se centraron en la desgasificación difusa del interior del cráter sumital del Pico do Fogo, donde se encuentran las principales anomalías geotérmicas en superficie. En esta trabajo de investigación, se reporta el primer estudio detallado de emisión difusa de dióxido de carbono (CO2), sulfuro de hidrógeno (H2S), helio (He), e hidrógeno (H2) por el cráter sumital de Pico do Fogo, así como la energía térmica liberada asociada al proceso de desgasificación difusa. Los resultados obtenidos previos a la erupción de Fogo 2014-2015 concluyen que la desgasificación difusa es una herramienta de monitoreo geoquímico muy útil para la vigilancia volcánica del volcán Pico do Fogo.