Correlación entre series de deformación temporal y variaciones geoquímicas en el volcán Copahue.

M.L. VELEZ, A.T CASELLI , P.A EULLIADES Y J.J. MARTÍNEZ DÍAZ,

Jujuy

Congreso; XVII Congreso Geológico Argentino.; 2008

Asoc. Geo. Arg.

La interferometría diferencial a partir de radares de apertura sintética (DInSAR) es una técnica de procesamiento que utiliza datos de radares de apertura sintética (SAR) para caracterizar fenómenos de deformación del terreno. Los sistemas SAR han sido utilizados intensamente durante las últimas dos décadas para mapeos de alta resolución y para la cuantificación de desplazamientos de la superficie relacionados a diversos fenómenos geológicos (actividad sísmica, inflación volcánica, deslizamientos, etc). Operando a frecuencias de microondas, los sistemas SAR proveen imágenes únicas que representan las propiedades eléctricas y geométricas de la superficie, siendo de gran utilidad para el monitoreo y modelado volcánico y de los movimientos de suelo asociados a ellos (ej. crecimiento de domos, subsidencia, inestabilidad de flancos, etc). En este trabajo se utilizó el algoritmo SBAS (Small BAseline Subsets, Berardino et al., 2002), que permite calcular series temporales de deformación cortical, para procesar un dataset que incluye la Caldera Agrio Copahue (CAC). Se procesaron 16 imágenes SAR adquiridas por el sensor ENVISAT ASAR operando en modo IS2 y polarización VV, entre Diciembre 2002 y Abril 2006. Se construyeron 36 interferogramas diferenciales entre pares de imágenes caracterizadas por una línea de base perpendicular no mayor que 300 metros y una separación temporal menor a 1500 días. Este procesamiento permitió identificar una zona de inflación cortical localizada principalmente en el edificio volcánico y que se extiende hacia el NE, con una tasa media de desplazamiento proyectado en línea de vista que alcanza los 1.8 cm/a en el punto de máxima deformación. Además, durante el periodo analizado con interferometría se reconocieron cambios en relación al sistema magmático-hidrotermal Copahue, principalmente a partir de anomalías en la geoquímica tanto de las aguas del lago cratérico como en las vertientes. La CAC, constituida por el estratovolcán fisural de Copahue y la caldera del Agrio, se ubica en la Zona Volcánica Sur de los Andes (37° 51.35’S; 71° 10.2’O). La actividad volcanotectónica de este sistema comenzó en el Plioceno y durante los últimos 250 años ha experimentado 12 erupciones freáticas y freatomagmáticas de baja magnitud (Naranjo and Polanco, 2004). El último ciclo eruptivo tuvo lugar entre Julio y Octubre del año 2000. La cima del volcán está compuesta por nueve cráteres alineados en dirección NE siendo el cráter actualmente activo el ubicado en el extremo oriental. Este cráter aloja un lago hiperácido (pH 0.8), con temperaturas de hasta 42 °C y altas concentraciones de SO42-, Cl y F (Copahue lake Varekamp et al., 2001; Caselli et al., 2005). Vertientes ácidas, estrechamente relacionadas con el sistema volcánico hidrotermal del lago cratérico, surgen de la ladera oriental (Varekamp et al., 2001) con composiciones similares al lago (Tassi et al, 2007). Los lagos volcánicos son la expresión superficial de sistemas geotermales de niveles someros y actúan como condensadores para los fluidos y gases relacionados a cuerpos de magma poco profundos. Las características composicionales de las aguas del lago serán respuesta a cambios químicos y físicos en el sistema subsuperficial hidrotermal o magmático. A partir de febrero de 2004 (Caselli et al. 2005) se reconoció un incremento en la relación Mg/Cl en el río Agrio, que se acentuó hacia mayo 2004. Este cambio también fue detectado en las vertientes, donde la relación Mg/Cl se duplicó y la relación SO42-/Cl se triplicó. La relación Mg/Cl ha sido utilizada en volcanes con similares características como un indicador de posible inyección de magma fresco o perturbaciones del sistema magmático hidrotermal. También reconocieron durante el mismo período de tiempo un importante descenso en la temperatura del lago cratérico que alcanzó su congelamiento durante el mes de Agosto del 2004. Dichos autores sugieren que una posible inyección de fluidos habría producido una saturación del sistema de microfracturas sellándolo, con la consecuente interrupción del flujo calórico al lago cratérico, generando el descenso de la temperatura en superficie, y en forma simultánea un incremento de presión y volumen en el sistema. En áreas volcánicas usualmente se asume que la deformación es causada por cambios en el volumen del sistema, debido a la inyección o vaciamiento de magma o fluidos hidrotermales, y/o expansión o contracción causada por cambios de temperatura o fase. Las variaciones en la geoquímica del sistema permiten pensar que la deformación observada a partir de interferometría diferencial en la superficie del volcán, sería consecuencia de un proceso de inyección y expansión. Estos fenómenos pueden estar relacionados a cambios de presión en la cámara magmática que eventualmente causen una erupción, o a procesos intrusivos no eruptivos y actividad hidrotermal. Las series de deformación muestran una inflación sostenida que comienza en el 2004 y continua hasta 2006, mientras que la anomalía geoquímica se manifiesta con un máximo durante el 2004 para luego estabilizarse a principios del 2005. Si bien la validación de los datos de interferometría a partir del modelado de la fuente se encuentra en desarrollo, las variaciones geoquímicas observadas, sumado a una sucesión de eventos sísmicos registrados a fines de enero de 2004 (Bengoa et al, 2005) sirven de respaldo a la hipótesis planteada. El desfasaje temporal observado en la correlación entre las anomalías geoquímicas y las series de deformación, podrían indicar el tiempo de respuesta del sistema para manifestar una deformación en superficie ante una perturbación del sistema en profundidad.