VALIDACIÓN DE LA SUBSIDENCIA DEL COMPLEJO VOLCÁNICO CERRO BLANCO CON EL USO DE GPS DIFERENCIAL GEODÉSICO

LÓPEZ FRANCISCO; VIRAMONTE JOSÉ G.; BERROCOSO MANUEL; BARBERO IGNACIO; EULLIADES P; BLANCO M.

Córdoba

Congreso; XIX Congreso Geológico Argentino; 2014

Durante el año 2004, en el área del complejo volcánico caldérico Cerro Blanco (CVCCB), se instaló en terreno una red de puntos de referencia DGPS (5) (benchmarks_fijos para GPS) (Fig. 1) con el objetivo de medir movimientos diferenciales de subsidencia en el CVCCB previamente detectados por técnicas de interferometría radar. Los datos vectoriales tridimensionales obtenidos a partir de las campañas geodésicas realizadas en los años 2004; 2005 y 2013, por el grupo de trabajo del Instituto Geonorte, Instituto de Capacitación Especial y Desarrollo de Ingeniería Asistida por Computadora (CEDIAC) y del Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografía (LAGC - Universidad de Cádiz), permiten cuantificar y seguir la evolución temporal de este movimiento. Por este motivo la remedición en el tiempo en diferentes campañas con técnicas de DGPS geodésico y alta precisión, permite tener un seguimiento del área. Los trabajos realizados consistieron en mediciones, cálculos y análisis de los datos tomados en las distintas campañas. El objetivo de las mediciones es obtenerla magnitud espacial tridimensional delos movimientos del terreno(subsidencia y/o inflación), para la validación de los datos obtenidos por otras técnicas de monitoreo de deformación, en este caso la interferometría de radares de apertura sintética (InSAR). Se entiende que la geodesiaes sólo una herramienta dentro de las disciplinas que se puede utilizar para resolver algunos de estos problemas. Si bien existen limitaciones debido a la duración dela cobertura y temporalidad delas medidas, a las técnicas GNSS usadas puntuales y temporales, que restringen la naturaleza delas conclusiones que se pueden extraer de ellas, las medidas son muy precisas para ese punto. Es por ello que se las utilizan generalizadamente ya que está demostrada y consolidada su valía en el ámbito geodésico. Por ello la combinación interdisciplinaria con la aplicación de técnicas InSAR, resulta de suma importancia y ha dado resultados altamente Satisfactorios. Pritchard& Simmons (2002, 2004) realizaron un elevamiento remoto utilizando InSAR (Interferometría de radar de apertura sintética) en el arco volcánico de los Andes Centrales, entre los años 1992 y 2002 utilizando imágenes radar de los satélites ERS-1 y 2. Estos autores postularon que la caldera del Cerro Blanco subsidía a una tasa de 2 -2,5 cm/año en línea de vista del radar. Obtuvieron que la tasa de subsidencia tendía a decrecer con el tiempo, desde un máximo de 2,5 cm/año (interferogramas desde 1992 a 1996/7) a menos de 1,8 cm/año desde 1996 al 2000. Estos autores sugieren que la subsidencia en la caldera del Cerro Blanco estaría causada por el sistema hidrotermal residual existente asociado a la misma (Viramonte et al., 2005), debido a que no hay señales estructurales de deformación derivadas de movimiento de magma. Con el fin de validar estos datos, el Instituto Geonorte, instaló en 2004 una red de 5 bench-marks, realizando medicionesen la misma durante 2004 y 2005, las que arrojaron valores de subsidencia de aproximadamente 1,4 cm/año para un período de 11 meses, validando de esta manera la acción de este fenómeno en la CVCCB (Viramonteet al., 2005). Últimamente, Brunori et al., (2013) realizaron estudios de InSAR, para los periodos 1992-1996, 1996-2000 y 2005-2010 mediante la aplicación de la técnica conocida como A_InSAR (InSAR ADVANCE), para el periodo 2003-2007. Este estudio obtuvo valores de velocidad de subsidencia de 2.6 cm/año para el intervalo de tiempo 1992-1996 (ERS 1, en modo descendente), 1.8 cm/año para el intervalo de 1996-2000 (ERS 2, modo descendente), 1.2cm/año en el periodo 2003-2007 (Envisat en modo descendente) y finalmente 0.87 cm/año para el intervalo de tiempo de 2005-2010 (ENVISAT, en modo ascendente). La red establecida en el Cerro Blanco tiene un diámetro del orden de 15 a35 km. Como la subsidencia prevista es del orden del mm, estas serían las dimensiones del área geométrica a cubrir con la red para detectar las posibles deformaciones en la corteza que impliquen la subsidencia y/o inflación de la caldera. La red local está compuesta de 5 puntos de referencia locales (Fig. 1), cuatro (4) ubicados dentro de un área de 10 km dentro y en las cercanías de la caldera volcánica afectada por la subsidencia y uno ubicado a 35 km de distancia que no estaría afectada por la deformación, por estar fuera de ella. Esta última se la utiliza por tanto como referencia relativa en estático local. Las primeras mediciones realizadas por Viramonte et al., (2004) con el grupo de trabajo del instituto CEDIAC, se realizaron durante 6 días, con un periodo de duraciones de 6-10 horas, con un intervalo de seguimiento de 1 segundo diario. Se utilizaron 3 receptores dejando uno fijo en la estación de referencia (CB05) y trasladando los restantes cada 72 horas. Una nueva toma de datos se realizó con el mismo grupo de trabajo en el año 2005, donde solo se tomaron datos de tres estaciones incluyendo la estación de referencia denominada CB05. Las mediciones se realizaron en un periodo mínimo de 72 horas en las tres. Por último, la toma de datos en el año 2013, se realizó con el grupo de trabajo del LAGC (Universidad de Cádiz). Se tomaron datos de las cinco estaciones de la red simultáneamente, con un periodo de toma de datos de más de 72 horas en las cinco estaciones, durante seis días continuos utilizando idénticos equipos y antenas. La estación CB05, es la que se utiliza como estación de referencia permanente en la zona, la cual se ubica fuera del área de influencia de los posibles movimientos de la caldera. El Procesamiento de los datos de GPS se efectuó con el software científico Bernese v.5.0. Se consideraron observaciones diarias a 30 segundos de intervalo de seguimiento en el procesado de los datos. Se fijó una máscara de elevación de 10º. El procesado se realizó en modo relativo con respecto a la estación IGS (GNSS) más próxima que es la de la Universidad Nacional de Salta (UNSa). Con el fin de establecer el modelo geodinámico del CVCCB, se procedió a reprocesar las observaciones que se obtuvieron en 2004 y 2005. Las observaciones de 2005 presentan un alto ruido debido a interferencias en la señal GPS. Por ello y considerando exclusivamente las observaciones de la campana 2004 versus 2013, se obtuvieron resultados que muestran un valor máximo de subsidencia de -1.06 cm/año para la estación CB01, coincidente con los valores detectados por InSAR. Se aprecia claramente un proceso de subsidencia en las estaciones CB01, CB02, CB03 y CB04. Esta subsidencia prácticamente coincide con los valores obtenidos por InSAR. El valor obtenido para CB05 en variaciones en elevación es totalmente irrelevante estando en los límites aceptables de la técnica GNSS lo que confirman que esta fuera de la zona de deformación estudiada. Todas las estaciones presentan un desplazamiento en dirección sureste con relación a la estación de referencia UNSa. Con respecto a CB05 se observa que si bien la velocidad horizontal de toda el área es la misma hasta el orden milimétrico, no ocurre así con la deformación vertical en donde sigue manifestándose la subsidencia mencionada con anterioridad para el área de la caldera. Cabe destacar que un análisis análogo entre las campana 2005 y 2013 proporciona resultados similares en cuanto a la subsidencia. Todo ello indica que existe una subsidencia activa del orden de 1-2 cm /año en dicha estructura volcánica, validándose de esta manera los resultados obtenidos por técnicas de InSAR.