Evaluación de la deformación e inestabilidad de edificios volcánicos por procesos de intrusión mediante modelos análogos

Resumen

Los episodios de colapso de un sector del volcán pueden tener lugar incluso en volcanes inactivos (Unzen en 1792). Sin embargo, la mayoría de los grandes colapsos están asociados a la actividad magmática (St. Helens en 1980; Anak Kratatoa en 2018). Por ello, el objetivo de la presente tesis es adquirir una mayor comprensión sobre cómo la entrada de material magmático en el interior del edificio volcánico puede producir la inestabilidad y el colapso en estratovolcanes. Para ello, mediante modelización análoga, se ha estudiado la evolución de la deformación superficial e interna en el proceso de intrusión magmática. Además, se ha comparado con las deformaciones generadas por el proceso de expansión del flanco, ya que ambos pueden producir cambios similares en la morfología del volcán. Para obtener medidas cuantitativas de las deformaciones generadas por los procesos modelados, se han monitorizado con: (1) sensor Kinect v2 de Microsoft®, obteniendo imágenes RGB y de distancia de la superficie del volcán; y con; (2) Tomografía Computerizada de Detección Múltiple (MDCT por sus siglas en inglés: Multiple Detector Computed Tomography) una novedosa técnica que ha permitido estudiar no solo la deformación superficial, sino también la interna. Gracias a este método experimental se han definido tres patrones de deformación del edificio volcánico en etapas pre-eruptivas. Los dos primeros patrones de deformación no afectan a la estabilidad del edificio volcánico. En cambio, el tercer patrón genera una deformación asimétrica, con el desarrollo temprano de una falla lístrica que produce la desestabilización de un amplio sector del edificio volcánico capaz de desencadenar su deslizamiento. De este modo, se da una explicación a los dos escenarios eruptivos que pueden tener lugar (lateral vs. vertical). La explosión lateral ocurre cuando la intrusión alcanza el bloque deslizante y solo se espera cuando la deformación en superficie se desarrolla oblicuamente a la primera falla. Además, se han encontrado pautas en la deformación que diferencian qué proceso (intrusión o expansión) ha tenido lugar en el edificio volcánico. En los patrones de deformación asimétricos y, por lo tanto, los que otorgan inestabilidad al edificio volcánico, el proceso que ha tenido lugar es reconocible mediante diferentes criterios morfo-estructurales: (1) una intensidad mayor de la deformación en el proceso de expansión que en el de intrusión; (2) el desarrollo de un sistema de fallas paralelas en los experimentos de expansión frente al desarrollo de fallas oblicuas a la falla inicial en los experimentos de intrusión y; (3) el abombamiento del perfil cóncavo-convexo se sitúa cerca de la base del volcán en los experimentos de expansión, mientras que en los de intrusión se localiza cerca de la zona hundida.