Entre el 04 y el 08 de marzo del 2024, se realizó una nueva campaña de mediciones de microgravimetría en el transecto sur de la Caldera Potrerillos, rodeando la Reserva Ecológica El Ángel. Se visitaron los puntos de control ubicados en el camino hacia la represa Geovanny Calles, comunidad San Francisco Alto, parroquia La Libertad, Laguna El Voladero y ciudad El Ángel. El transecto de medidas realizadas al sur de la caldera de Potrerillos se complementa con las medidas gravimétricas periódicas que se realizan al sur inmediato del volcán Chiles, en la parroquia de Tufiño.

Figura 1. Mapa con los puntos de control de monitoreo gravimétrico en el transecto de la Caldera de Potrerillos.

El objetivo de este estudio es determinar los cambios en la densidad de las capas geológicas por debajo de la superficie y la presencia de cuerpos magmáticos a pocos kilómetros de profundidad. El monitoreo gravimétrico nos ayudar a dilucidar los patrones del subsuelo, definir la profundidad en las estructuras y las posibles tasas de ascenso. Este estudio junto a la combinación con datos de deformación y datos sísmicos nos permitirá determinar la dimensión de un cuerpo de magma involucrado.

Figura 2. Técnicos del IG-EPN tomando medidas de gravimetría, en distintos puntos de control al sur de la Caldera Potrerillos, en la provincia de Carchi.

El IG-EPN desea expresar su sincero agradecimiento a las personas de la Comunidad San Francisco Alto (Parroquia La Libertad), a los Guardaparques del Ministerio del Ambiente, al personal de Polylepis Lodge, Casa de Piedra Glamping & Farm así como a la Flia. Peñaherrera Salazar por el apoyo, al brindar todas las facilidades para el desarrollo de las actividades por el personal del IG-EPN.

J. Salgado, M. Córdova, A. Herrera
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Un equipo de técnicos del Área de Vulcanología del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN; Ecuador) en Colaboración con técnicos del Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Pasto (OVSPA; Colombia), realizaron una campaña exploratoria de mediciones de CO2 (dióxido de carbono) difuso en las inmediaciones del Complejo Volcánico Chiles Cerro Negro (CV-CCN).

Figura 1.- Mediciones de Gas difuso y muestreo de Aguas termales en Aguas Hediondas (Foto: Y, Hache/ OVSP; D. Sierra, IG-EPN).

Desde 2013, la actividad sísmica del CV-CCN ha sido variable, con episodios de enjambres sísmicos y registro de conteos que han llegado a superar los 6000 sismos por día. Dentro de estos enjambres sobresalen los eventos del 20 de octubre de 2014 y el del 25 de julio del 2022, ambos con una magnitud (Mw) de 5.6, provocando derrumbes y daños en las estructuras y edificaciones de la zona.

Los incrementos en la sismicidad del CV-CCN han sido interpretados como una perturbación al interior de los volcanes, que afecta también las fallas tectónicas de la zona. Adicionalmente, este complejo volcánico cuenta con un importante sistema hidrotermal que ha sido sujeto a estudios desde la década de los 70’s, esto último con la finalidad de analizar la prefactibilidad de la instalación de proyectos geotérmicos. A través de la vigilancia volcánica se han reportado algunas variaciones en las manifestaciones superficiales de este sistema hidrotermal.

Dado que la bibliografía sugiere la existencia de emisión de gas difuso a través del suelo en zonas como Aguas Hediondas y en las proximidades de las Lagunas Verdes, entre el 25 y el 28 de septiembre de 2023, un grupo de técnicos del IG-EPN y el OVSPA, realizaron una campaña exploratoria para la cuantificación del flujo de CO2 difuso en estas zonas.

Para llevar a cabo estas mediciones, se utilizó el “método de la cámara de acumulación”, en el cual se usa una campana de aluminio, acoplada a un espectrómetro portátil para determinar el flujo de gas (CO2) proveniente del suelo. Con este instrumento, se realiza un muestreo representativo en la zona de interés y finalmente mediante técnicas geoestadísticas se elabora un mapa de la emisión de CO2. El objetivo final es estimar un flujo total y delimitar las zonas de mayor emisión con miras a la investigación del sistema hidrotermal y la zonificación de la amenaza.

Figura 2.- Técnicos del IG-EPN y SGC-OVSPA realizan mediciones de CO2 difuso con el método de la campana de acumulación en el sector de Lagunas Verdes 27/09/23 (Fotos: D. Sierra y M. Almeida, IG-EPN).

Durante esta campaña los técnicos del IG-EPN y el OVSP llevaron a cabo un total de 202 mediciones en Aguas Hediondas y 259 en Lagunas verdes. Los datos están siendo procesados y se espera la futura emisión de un informe.

Al momento de la publicación de este informe, la actividad del Complejo Volcánico Chiles Cerro Negro es catalogada como INTERNA BAJA, sin cambio, y SUPERFICIAL MUY BAJA, sin cambios.

D. Sierra, M. Almeida.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Y. Hache. R. Patiño
Observatorio Sismológico y Vulcanológico de Pasto
Servicio Geológico Colombiano

Entre el 28 de agosto y el 01 de septiembre de 2023, técnicos del Área de Vulcanología del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) realizaron una nueva campaña de mediciones gravimétricas en los alrededores del complejo volcánico Chiles-Cerro Negro y la Caldera de Potrerillos, en la provincia de Carchi.

La toma de medidas gravimétricas es un método geofísico cuyo objetivo es evaluar cambios en el campo gravitacional del planeta, causados por movimientos de masas o ingreso de cuerpos magmáticos a pocos kilómetros de profundidad. Las combinaciones de este método con otras técnicas de vigilancia permiten hacer interpretaciones sobre los procesos que ocurren en el subsuelo (Figura 1 y 3).

Figura 1: Técnicos del IG-EPN realizando mediciones gravimétricas en las zonas de La Cantera y el Artezón, CV-CCN el 29/08/23 (Foto: D. Sierra).

La primera campaña de mediciones de este tipo se efectuó en el año 2022, la cual permitió definir un nivel base del complejo volcánico Chiles-Cerro Negro. A partir de esto, se han venido desarrollando varias campañas periódicas en la zona de estudio.

Los estudios se iniciaron dentro del proyecto “Implementación de métodos gravimétricos y sísmicos para el estudio de calderas volcánicas. Caso de estudio: calderas fronterizas de la zona Potrerillos/Chiles, Ecuador-Colombia”, patrocinado por el Instituto Panamericano de Geografía e Historia (IPGH), cuyos resultados nos han permitido continuar con la toma de medidas en la zona. En la campaña más reciente, se aplicó el método en el trayecto de la carretera Tulcán-Chilma, tal como se observa en el siguiente mapa (figura 2):

Figura 2: Mapa con los puntos de medición de microgravimetría ubicados al sur inmediato de los volcanes Chiles-Cerro Negro.

El IG-EPN expresa un cordial agradecimiento al personal de la Prefectura de Carchi (Ecoparque y Balneario de Aguas Hediondas) por el gran apoyo al brindar las facilidades durante el desarrollo de la campaña de mediciones de gravimetría. De igual manera, agradece al Instituto Panamericano de Geografía e Historia (IPGH) por impulsar este proyecto, en beneficio de la población ecuatoriana y de la vigilancia volcánica en nuestro país.

Figura 3: Técnicos del IG-EPN realizando medidas de posicionamiento con un GPS diferencial de alta resolución. 29/08/23 (Foto: D. Sierra).

Autores: D. Sierra, J. Salgado, M. Córdova
Corrector de Estilo: G. Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Como parte de la vigilancia volcánica que el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) lleva a cabo en los principales volcanes del Ecuador, un grupo de técnicos del Área de Vulcanología realizó una campaña de vigilancia de la actividad superficial de las principales fuentes termales y campos fumarólicos del Complejo Volcánico Chiles-Cerro Negro (CV-CCN) entre el 31 de julio y el 04 de agosto de 2023.

Desde marzo del año en curso, el CV-CCN ha presentado un nuevo incremento en la actividad sísmica, caracterizada principalmente por la ocurrencia de eventos de tipo volcano-tectónico (VT: asociados a la ruptura de rocas al interior del volcán), localizados principalmente bajo la zona de Lagunas Verdes, a profundidades de 2 y 6 km bajo la cumbre. Así mismo, este incremento viene acompañado por una señal de deformación que se centra también bajo la misma zona.

Por consiguiente, con la finalidad de verificar la existencia de posibles cambios morfológicos y en la actividad superficial de las fuentes termales y fumarolas del CV-CCN, los técnicos del IG-EPN visitaron las fuentes termales de: Aguas Negras, Aguas Hediondas, Artezón, El Hondón, Potrerillos, Monte Lodo, Lagunas Verdes, La Ecuatoriana, La Virgen y Tablones. En estas se realizó la medición de parámetros físicoquimicos y la toma de muestras de las aguas para su análisis geoquímico, los cuales se llevarán a cabo en los laboratorios del Centro de Investigación y Control Ambiental de la EPN (CICAM). Además, se utilizó el equipo MultiGAS en las zonas que tienen manifestaciones gaseosas superficiales como por ejemplo: Aguas Negras, Aguas Hediondas y Lagunas Verdes (Figura 1).

Figura 1. Izquierda: Mediciones MultiGAS (Análisis de gas multicomponente) en la zona de Aguas Hediondas. Derecha: Medición de parámetros fisicoquímicos en la fuente termal de Aguas Negras (Foto: D. Sierra - IGEPN).

En mayo de 2023, montañistas de la zona reportaron el aparecimiento de nuevas grietas en la zona occidental de la cumbre del volcán Chiles. Los técnicos de IG-EPN se dirigieron a la zona para hacer una constatación en campo de dichas grietas. Una vez identificada la zona, se realizaron medidas estructurales (dimensión, profundidad, apertura, rumbo e inclinación), cuyos resultados denotan grietas de longitud variable, entre 10 y 50 metros, cuya apertura puede alcanzar un metro y profundidades de entre 5 a 10 metros (Figura 2 izquierda). Gracias a la ayuda de una cámara térmica se pudo constatar que estas grietas no están calientes (Figura 2 derecha). Así mismo, el equipo multigas evidenció que NO salen gases volcánicos a través de estas grietas. Otras grietas de igual tamaño pudieron ser observadas en zonas aledañas, sin embargo, estas se encuentran cubiertas y rellenas por depósitos detríticos, indicando que este es un proceso recurrente en la parte alta del volcán debido a los procesos erosivos típicos de esas zonas climáticas y de esas alturas.

Figura 2. Izquierda: Una de las grietas observadas en la zona alta del del volcán Chiles. Derecha: Imagen térmica, nótese en el recuadro la zona de la imagen, así como la escala de temperaturas (Foto e imagen: M. Almeida - IGEPN).

Algunas conclusiones breves asociadas a esta visita se resumen en:

• Se identificaron ligeros cambios en los parámetros fisicoquímicos de las fuentes termales, situación que ya se ha observado en visitas anteriores y que no está fuera de los niveles de base.
• Las grietas observadas pueden estar relacionadas a procesos erosivos y de fracturamiento propios del volcán, intensificados por la deformación y sismicidad detectada los últimos meses. Sin embargo, grietas más antiguas se observaron, indicando que no es un proceso aislado en el edificio volcánico.
• La desgasificación del volcán se mantiene dentro de los niveles de base.

Recomendaciones:
El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional recomienda no acercarse a las zonas de emisión de gases (fumarola de Lagunas Verdes, fumarola de Aguas Hediondas), y a las fuentes termales de alta temperatura (El Hondón). Así mismo, se recomienda no visitar prolongadamente las zonas escarpadas del volcán, pues existe un alto riesgo de caídas de rocas y de deslizamientos.

Autores: D. Sierra, M. Almeida, E. Telenchana.
Corrector de Estilo: GP
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Actividad Sísmica en el Complejo Volcánico Chiles – Cerro Negro

Resumen
Desde el 5 de agosto del 2023 se está registrando un nuevo enjambre de sismos en la zona del complejo volcánico Chiles – Cerro Negro (CVCCN), en la frontera ecuatoriano-colombiana. Los sismos de mayor magnitud dentro de este nuevo pulso ocurrieron el 6 de agosto a las 00H04 (TL), el cual alcanzó una magnitud de 3.4 MLv (magnitud local) y el 7 de agosto a las 19h04 con una magnitud de 3.7 MLv, eventos que, de acuerdo a reportes recibidos, fueron sentidos en la zona. Esta actividad es una continuación de la sismicidad que se ha registrada este año desde el mes de marzo y que tuvo un descenso en junio, contabilizándose aproximadamente 176.000 eventos. Cabe mencionar que esta zona desde el primer trimestre del 2013 se han registrado enjambres sísmicos con elevados números de eventos sísmicos, la mayoría de magnitudes pequeñas. En ocasiones anteriores, estos enjambres han sido seguidos de sismos de mayor magnitud, por lo tanto, no se descarta la ocurrencia de sismos con magnitudes superiores a 5 Mw (magnitud momento) asociados a estos pulsos de alta actividad sísmica, tal como ocurrió el 25 de Julio de 2022 con un sismo de magnitud 5.6 Mw. Eventos con magnitudes moderadas como estas, pueden causar daños en viviendas e infraestructuras cercanas al epicentro.

Este nuevo incremento de la sismicidad implica un cambio en la tendencia de la actividad interna del volcán, catalogándose ésta como ascendente.

Sismicidad
El Complejo Volcánico Chiles – Cerro Negro (CVCCN), se encuentra ubicado en la frontera de Ecuador y Colombia, a 24 km al oeste de la ciudad de Tulcán y a 130 km al norte de la ciudad de Quito. Desde septiembre de 2013, la zona del Complejo Volcánico Chiles – Cerro Negro, junto con la zona de Potrerillos y Chalpatán han registrado una serie de enjambres sísmicos, dentro de los cuales sobresalen los eventos del 20 de octubre de 2014 el cual alcanzó una magnitud de 5.6 Mw (magnitud momento) y estuvo localizado en la zona del CVCCN; y el del 25 de julio del 2022 que alcanzó una magnitud de 5.6 Mw y se localizó en la zona de Potrerillos.

En el año 2023, el CVCCN registra un incremento de actividad desde el 10 de marzo de 2023. En la figura 1 se muestra el gráfico de barras con el número de eventos diarios, donde se aprecia que se superaron los 4000 eventos por día a inicios del enjambre de marzo. Este enjambre duró hasta inicios de junio de 2023, notándose que posteriormente se registró un descenso en el número de eventos hasta el 5 de agosto de 2023, fecha en la que se marca claramente el inició de un nuevo pulso de actividad, llegándose a registrar 3000 eventos en un día.

Esta sismicidad está caracterizada por sismos volcano-tectónicos (VT) que están relacionados con la fractura de rocas debido a las presiones internas del volcán, sin embargo, las redes de vigilancia sísmica de Ecuador y Colombia también han detectado la presencia de eventos de eventos de largo periodo (LP) y muy largo periodo (VLP), aunque en un número mucho menor, los cuales están relacionados al momento de fluidos dentro del sistema hidrotermal.

Figura 1. En el panel superior se muestra el gráfico de barras con el número diario de eventos registrados en el CVCCN desde el 1 de enero hasta el 7 de agosto de 2023 (14H30 TU).

Entre el 5 y 6 de agosto, con el sistema de procesamiento SeisComP5 se localizaron un total de 329 eventos. En la figura 2 se observa que la sismicidad se concentra en el flanco sur del volcán Chiles, a profundidades someras de entre 2 km bajo el nivel del mar y 1 km sobre el nivel del mar lo cual es similar a lo observado en los meses de marzo, abril y mayo de este año. Se han contabilizado un total de 10 eventos con magnitudes iguales o mayores a 2.5 MLv; de estos los sismos más grandes ocurrieron el 6 de agosto a las 00H04 (TL), con una magnitud de 3.4 ML y el 7 de agosto a las 19h04 con una magnitud de 3.7 MLv, eventos que, de acuerdo a reportes recibidos, fueron sentidos en la zona.

Figura 2. Mapa de localizaciones de los eventos de marzo y abril de 2023. Los triángulos rojos representan las estaciones sísmicas del IG-EPN y del Observatorio de Pasto en Colombia (OVP). Los círculos negros representan la sismicidad registrada entre el 5 y 6 de agosto de 2023 y los círculos morados representan los eventos con magnitudes => 2.5MLv.

Los eventos asociados al movimiento de fluidos estarían representando actividad a nivel hidrotermal, sin que esto implique la posibilidad de una erupción en el corto y mediano plazo.

Adicionalmente, no se descarta la probabilidad de que dentro de estos enjambres sísmicos se registren eventos con magnitudes superiores a 5 Mw, los cuales dependiendo de la distancia al epicentro pueden generar daños en viviendas e infraestructura, sobre todo en aquellas que ya han sido afectadas por sismos pasados.

El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional continuará dando seguimiento a la evolución de este nuevo enjambre sísmico y comunicará la información relevante sobre esta actividad.

Conclusiones

• Desde el 5 de agosto de 2023 las estaciones de la red de vigilancia sísmica de Ecuador y Colombia registran un nuevo enjambre sísmico en el complejo volcánico Chiles – Cerro Negro, marcando nuevamente una tendencia ascendente.
• La actividad se encuentra caracterizada por eventos de fractura (VT), los cuales superan los 3000 eventos por día, sin embargo, estos sismos son de magnitudes generalmente menores a 2.5 MLv. Dos sismos han superado esta magnitud alcanzado 3.4 y 3.7 MLv.
• La sismicidad se concentra en el flanco sur del V. Chiles a profundidades someras.

Recomendaciones

• • Los fenómenos naturales como erupciones volcánicas no se pueden predecir, por lo que la vigilancia instrumental permanente en un volcán es la mejor manera en la que se puede conocer sobre la evolución de la actividad volcánica. Se recomienda mantenerse informados a través de las fuentes oficiales a cargo de esta labor.
• • Los campos fumarólicos de Aguas Hediondas y El Hondón poseen altas temperaturas, elevada toxicidad y potencialmente se podrían producir explosiones freáticas (salida abrupta de vapor de agua). Estos fenómenos son súbitos e impredecibles. Por ello y para evitar accidentes graves, e incluso fatales, se recomienda respetar la restricción de acceso existente a acercarse a los puntos de emisión de las aguas termales. Para más información del fenómeno, consultar el enlace a continuación: https://www.igepn.edu.ec/publicaciones-para-la-comunidad/comunidad-espanol/21957-fluidos-volcanicos-aguas-termales-y-gas/file.
• • Dentro de los enjambres anteriores del CVCCN se han registrado sismo con magnitudes mayores o iguales a 5 Mw, los cuales han generado daños en viviendas e infraestructura cercanas al epicentro. Bajo las condiciones actuales no se descarta la ocurrencia de estos eventos con magnitudes superiores como ya se han registrado en el pasado. Es recomendable entonces revisar las edificaciones vulnerables ante la posibilidad de ocurrencia de nuevos sismos de mayor magnitud 5.
• • Con el fin de alimentar los planes de respuesta ante posible erupción del CVCCN se recomienda a las autoridades de la protección civil y administración de gestión de riesgos tomar en consideración la información cartográfica correspondiente a los peligros o amenazas volcánicas asociadas para la definición y difusión de zonas seguras y exclusión de zonas potencialmente peligrosas.

Elaborado por:
A. Córdova, S. Hidalgo, M. Segovia y M. Ruiz
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Un grupo de técnicos del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) realizó trabajos en el flanco oriental del volcán Chiles el miércoles 31 de mayo y jueves 01 de junio de 2023. El objetivo principal fue realizar la instalación de un instrumento permanente de medición de gases “MultiGAS” en las inmediaciones del volcán.

Figura 1.- Instalación del instrumento MultiGAS permanente donado por el USGS-VDAP en las inmediaciones del Volcán Chiles (Foto: C. Espín / IG-EPN).

El instrumento MultiGAS (Aiuppa et al., 2004; Shinohara, 2005), es un dispositivo que permite la medición de las especies gaseosas mayoritarias emitidas por los volcanes, siendo éstas: Agua (H2O), Dióxido de Carbono (CO2), Dióxido de Azufre (SO2) y Ácido Sulfhídrico (H2S). El instrumento detecta las concentraciones de dichos gases y permite determinar las relaciones entre ellas, asumiendo que el gas emitido es una muestra homogénea.

La estación MultiGAS fija fue donada por el Volcano Disaster Assistance Program (VDAP) del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS). Cabe destacar que el IG-EPN trabaja constantemente de la mano con el USGS-VDAP para el intercambio de conocimientos, experiencias y para el fortalecimiento de las redes de monitoreo en los volcanes de Ecuador.

Figura 2.- Estación MultiGAS instalada en las inmediaciones del CV-CCN (Foto: D. Sierra / IG-EPN).

La medición de las relaciones entre especies gaseosas mayoritarias se realiza de manera periódica en el Complejo Volcánico Chiles-Cerro Negro (CV-CCN) desde el año 2015. El sistema hidrotermal del CV-CCN ha mostrado en reiteradas ocasiones cambios en la temperatura de fuentes termales y cambios en las concentraciones de las especies gaseosas emitidas, que se pueden correlacionar fácilmente a la actividad sísmica anómala de la zona. Cabe destacar que, desde que se lleva a cabo el monitoreo de gases en la zona, nunca se ha detectado la presencia de SO2, siendo esta la especie gaseosa que deriva directamente del magma.

Se espera que la instalación de este instrumento permanente ayude a detectar estos cambios de manera más adecuada y contribuya a la vigilancia del volcán. El Complejo Volcánico Chiles-Cerro Negro ha presentado anomalías sísmicas desde el año 2013, desencadenando sismos importantes en la región en los años 2014 y 2022. A pesar de que no tiene actividad superficial importante, es un volcán bien vigilado sobre el cual se han desplegado estaciones sísmicas, GPS continuo, inclinómetros y una cámara de rango visual.

Por su posición geográfica en la zona fronteriza, la vigilancia del CV-CCN se realiza de manera conjunta entre el IG-EPN y del Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Pasto (SGC). Al momento de la emisión de este reporte, la actividad del Complejo Volcánico Chiles-Cerro Negro es: Interna Moderada con tendencia Ascendente, y Superficial Moderada con tendencia Ascendente.

D. Sierra, S. Arrais
Corrector de Estilo: G. Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Entre el 10 y el 14 de abril del 2023, miembros del Área de Vulcanología del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) realizaron la tercera campaña para mejorar el estudio de la gravimetría en los alrededores de los volcanes Chiles-Cerro Negro y la Caldera de Potrerillos, en la provincia de Carchi.

Este estudio se lleva a cabo dentro del proyecto “Implementación de métodos gravimétricos y sísmicos para el estudio de calderas volcánicas. Caso de estudio: calderas fronterizas de la zona Potrerillos/Chiles, Ecuador-Colombia”, patrocinado por el Instituto Panamericano de Geografía e Historia (IPGH).

La toma de medidas de gravimetría es un método geofísico cuyo objetivo es evaluar cambios de densidad de las capas geológicas por debajo de la superficie y la presencia de cuerpos magmáticos a pocos kilómetros de profundidad. Las combinaciones de este método con otras técnicas de vigilancia permiten interpretar la profundidad en las estructuras internas y posibles tasas de ascenso; asimismo, inferir las dimensiones de un cuerpo de magma involucrado.

La primera campaña de mediciones de microgravimetría se efectuó en julio de 2022, en esta campaña se estableció un nivel base de gravimetría en la zona. A partir de esto se han desarrollado dos campañas (octubre 2022 y abril 2023), también se hizo control de la posición y elevación de las estaciones de la campaña con un GPS diferencial. Esta campaña se efectuó en el trayecto de la carretera Tulcán-Chilma, como se observa en el siguiente mapa:

Figura 1: Mapa con los puntos de medición de gravimetría ubicados al sur inmediato de los volcanes Chiles-Cerro.

Figura 2: Técnicos del IG-EPN tomando medidas de gravimetría y control de posición y elevación con un GPS diferencial.

El IG-EPN expresa un sincero agradecimiento al personal de la Prefectura de Carchi (Ecoparque y Balneario de Aguas Hediondas) por el gran apoyo al brindar las facilidades durante el desarrollo de la campaña de mediciones de gravimetría. De igual manera, agradecemos al Instituto Panamericano de Geografía e Historia (IPGH) por impulsar este proyecto, en beneficio de la población ecuatoriana y de la ciencia.

J. Salgado, M. Córdova, A. Herrera
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Aumento en los parámetros de vigilancia en el Complejo Volcánico Chiles – Cerro Negro

Resumen
Desde el 9 de marzo de 2023 se registra un nuevo incremento en la actividad sísmica del Complejo Volcánico Chiles – Cerro Negro (CV-CCN). Esta actividad está caracterizada por un enjambre de sismos de tipo volcano-tectónico los cuales se asocian a la fractura de rocas en el interior del volcán. Hasta el momento se ha registrado más de 63.000 eventos y el nivel de actividad interna ha sido catalogada como alta. A la fecha del presente informe, el sismo de mayor magnitud ocurrió el 01 de abril de 2023 a las 11H11 (TL), el cual alcanzó una magnitud de 3.7 MLv. Es importante indicar que en episodios anteriores se registró actividad sísmica simultánea en las zonas vecinas de Potrerillos y Chalpatán, regiones en las que se ha identificado fallas activas. En estas zonas se han registrado eventos con magnitudes superiores a 5 Mw en 2014 y en 2022 los cuales causaron daños en viviendas e infraestructura cercanas a los epicentros.

Los epicentros de este enjambre sísmico coinciden con el flanco sur del Chiles, zona donde se observa deformación superficial, otro parámetro de vigilancia que muestra tasas de cambio cada vez mayores en las estaciones cercanas durante las últimas semanas. En base a esto, se puede inferir que su causa es un proceso intrusivo reciente. Además, los resultados de la última campaña (20 – 22 marzo, 2023), realizada en varias fuentes termales cercanas al CV-CCN también muestra valores altos de concentración de los gases CO2 y H2S, lo que implica una perturbación del sistema hidrotermal, que, de intensificarse, podría producir explosiones freáticas. El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional comunicará oportunamente cualquier cambio relevante en el nivel de actividad del complejo volcánico Chiles – Cerro Negro.

Antecedentes
El Complejo Volcánico Chiles – Cerro Negro (CV-CCN) está compuesto por dos estratovolcanes considerados “Potencialmente Activos”, ubicados en la frontera entre Ecuador y Colombia, a 24 km al oeste de la ciudad de Tulcán, a 130 km al norte de la ciudad de Quito y 90 km de la ciudad de Pasto, departamento de Nariño (Colombia). Desde el año 2013, la zona ha registrado una serie de enjambres sísmicos, dentro de los cuales sobresalen el evento del 20 de octubre de 2014, el cual alcanzó una magnitud de 5.6 Mw (magnitud momento) y el del 25 de julio del 2022 que alcanzó una magnitud de 5.6 Mw. La compleja interacción entre el sistema magmático del CV-CCN, las fallas tectónicas regionales del sistema “El Angel” y el sistema hidrotermal juegan un papel crucial para las interpretaciones de los procesos que ocurren en esta zona.

Dada su localización en la zona fronteriza, perteneciente a la provincia del Carchi – Ecuador y al departamento de Nariño – Colombia, el CV-CCN es vigilado de manera conjunta por el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) y el Servicio Geológico Colombiano (SGC) a través del Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Pasto (OVSP) (Figura 1).

Figura 1. Localización de estaciones telemétricas (sismómetros, inclinómetros y cGPS) además de los sitios de muestreo en fuentes termales para la vigilancia volcánica del CVCCN a cargo del IG-EPN y el OVP. La línea segmentada amarilla representa la frontera entre Ecuador y Colombia.

Sismicidad
A partir del 9 de marzo de 2023 se incrementaron los registros de eventos sísmicos, fundamentalmente relacionados con procesos de fractura. En la Figura 2 se muestra el número diario de estos sismos desde inicios del mes de marzo de 2023. Se aprecia la tendencia ascendente de la actividad llegando a superar los 4000 eventos el 12 de marzo. Estos sismos volcano-tectónicos (VT´s) son resultado de la fractura de rocas debido a las presiones internas, posiblemente causadas por un proceso intrusivo (i.e. ingreso de magma) bajo el complejo volcánico.

Además, en la última semana de febrero y en la última de marzo se ha detectado varios eventos de largo periodo (LP’s) y de muy largo periodo (VLP’s), que están relacionados al movimiento de fluidos. Dichos fluidos pueden estar asociados tanto al magma en intrusión, como ser consecuencia de la interacción de éste con el sistema hidrotermal.

Figura 2.- Gráfico de barras con el número diario de eventos registrados en el CV-CCN desde el 1 de marzo hasta el 10 de abril de 2023.

La Figura 3 muestra la forma de onda y el espectrograma de un evento de muy largo período que ocurrió el día 23 de febrero a la 01h23 (TL), el cual alcanzó una magnitud de 2.5 MLv. El espectrograma de dicho evento en la estación CHL1 muestra un contenido importante de bajas frecuencias, con un pico máximo en 0.3 Hz. Este evento fue localizado en el flanco sur del volcán Chiles.

Figura 3. En el panel superior se muestra la forma de onda del sismo del 23/02/2023 01h23 (TL), de magnitud 2.5MLv registrada en la estación CHL1. En el panel inferior se muestra el espectrograma del evento.

Por otra parte, con el sistema de procesamiento SeisComP5 se localizó un total de 4061 eventos desde el 1 de marzo del 2023 hasta el 12 de abril de 2023. La Figura 4 muestra los eventos de fractura localizados y con magnitudes mayores o iguales a 2.0 MLv. Se observa que las localizaciones se concentran en el flanco sur del volcán Chiles a profundidades entre 5 km bajo el nivel del mar y 1 km sobre el nivel del mar (10 y 4 km bajo la cumbre respectivamente).

Figura 4. Mapa de localizaciones de sismos de fractura (VT's) entre el 1 de marzo y el 14 de abril de 2023. Los triángulos de color rojo representan las estaciones de vigilancia sísmica del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (Ecuador) y el Observatorio Sismológico y Vulcanológico de Pasto (Colombia).

Dentro de este período, el sismo de fractura de mayor magnitud ocurrió el 1 de abril de 2023 a las 23h11 (TL) y alcanzó una magnitud de 3.7 MLv (magnitud local en vertical). Este evento fue sentido por pobladores de sectores aledaños a la zona del CV-CCN. La Figura 5 muestra la forma de onda y el espectrograma del sismo, con contenido espectral muy distinto del VLP del 23 de febrero de 2023.

Figura 5. En el panel superior se muestra la forma de onda en la estación CHL1 del sismo del 01/04/2023 23h11 (TL), de magnitud 3.7MLv y en el panel inferior se muestra es espectrograma del evento.

En la Figura 6A se observa la evolución temporal de todos los eventos catalogados en la zona con magnitudes iguales o mayores a 2.0 MLv desde marzo del presente año. La Figura 6B muestra la evolución de la magnitud media de sismos localizados tipo VT desde 2014 y es una medida de liberación de energía debido a los esfuerzos internos. El valor más alto se obtuvo el 2 de mayo de 2014, sin embargo, el 9 de marzo del presente año se obtuvo el segundo valor más alto. Ambos casos pueden interpretarse como efectos de procesos intrusivos de magma. Esta Figura es una evidencia indirecta de lo variables que son los esfuerzos bajo el edificio del complejo volcánico. También se evidencia que, a partir del 9 de marzo del presente año, las magnitudes medias tienden a descender a niveles previos.

Figura 6. Magnitud de eventos en el Complejo Volcánico Chiles-Cerro Negro. 6A: Evolución de magnitudes mayores a 2 desde 01 de marzo 2023, correspondiendo a las localizaciones mostradas en Figura 4. 6B: Magnitud media de eventos de fractura (VT) en el CVCCN desde 2014. Los valores medios son ponderados a partir de muestras de 100 eventos, y solapados 99. El ancho de cada intervalo representa la mínima variación para un cambio significativo en la magnitud media.

Geodesia
De acuerdo con los resultados de interferometría (InSAR) que se presentan en el mapa de velocidades de la Figura 7, se ha podido detectar un patrón de deformación que se extiende por el norte desde el volcán Chiles, hasta la caldera de Potrerillos en su parte sur, dentro de la Reserva Ecológica "El Ángel" en la provincia del Carchi. Por las características y la geometría de la deformación, ésta se interpreta como inflación. El mayor cambio de volumen al interior del sistema volcánico se concentra en 2 zonas principales: en el sector de Lagunas Verdes en la parte sur del volcán Chiles y en la caldera de Potrerillos (ambas zonas representadas en color naranja - rojo). Las velocidades registradas en dirección vertical para dichas zonas superan en promedio los 60 mm por año entre enero de 2022 y marzo de 2023.

Figura 7. Mapa de velocidades, obtenido en base a Interferometría por Radar de Apertura Sintética (InSAR), del complejo volcánico Chiles – Cerro Negro, así como de las calderas de Potrerillos y Chalpatán. Representa la deformación detectada en dirección vertical durante el periodo entre enero de 2022 a marzo de 2023, de acuerdo con la escala presente en la parte inferior izquierda del mapa.

Las series temporales de las bases de posicionamiento cGPS (Figura 8) evidencian que el complejo volcánico se mostró mayormente estable durante todo el año 2021. Entre abril y mayo del 2022, las bases registraron el inicio de un episodio de inflación que duraría hasta noviembre de ese mismo año. La velocidad de la deformación observada durante aquel episodio en la base CHLW (ubicada al suroccidente del volcán Chiles) fue de aproximadamente 90 mm/año (entre 3 y 4 veces superior en comparación a la velocidad media registrada durante los años de 2014 a 2021). Posteriormente, entre diciembre del año anterior y febrero del presente año, se observa un descenso en la velocidad de la deformación.

Figura 8. Series temporales de las posiciones relativas, registradas por las bases de posicionamiento cGPS del complejo volcánico Chiles – Cerro Negro. Los cambios diarios en la posición relativa (desplazamientos) representan la evolución de la deformación en un punto específico en los flancos del complejo volcánico, durante el periodo entre enero de 2021 a marzo de 2023.

El más reciente período de inflación inició a finales de febrero de este año, alcanzando su valor máximo a mediados del mes de marzo. En esta ocasión, la base CHLW registra un desplazamiento vertical entre 25 y 30 mm en un período aproximado de un mes, lo que corresponde a una velocidad cercana entre los 300 y 360 mm/año; es decir que, la tasa de ascenso en este período es de al menos 10 veces más rápida en comparación a la tasa registrada durante 2014 a 2021. En las últimas semanas del mes de marzo de 2023 se observa nuevamente un cambio de patrón con tendencia descendente.

Geoquímica
Desde el año 2014 se lleva a cabo la medición de parámetros fisicoquímicos, muestreo para análisis de especies mayoritarias en agua y medición de razones de especies gaseosas mayoritarias en las fuentes termales cercanas al CV-CCN. Tras el inicio de la agitación sísmica de marzo, los técnicos del IG-EPN visitaron las zonas de: Aguas Negras, Aguas Hediondas, el Hondón, Artesón, Lagunas Verdes y La Ecuatoriana (Figura 9), con la finalidad de corroborar la existencia de cambios en la actividad superficial. Dichos trabajos se llevaron a cabo entre el 20 al 22 de marzo de 2023.

Figura 9. Medición de parámetros fisicoquímicos en las zonas de Aguas Negras (izquierda) y El Hondón (derecha). Campaña del 20 al 22 de marzo de 2023 (Fotos: M. Almeida/ IG-EPN).

En cuanto a las manifestaciones termales inspeccionadas, no se observó cambios importantes, a excepción de un descenso en las razones gaseosas de CO2/H2S en las zonas de Aguas Hediondas, Aguas Negras y Lagunas Verdes (Figura 10). Esto puede traducirse como un incremento en la emisión de H₂S, gas fácilmente perceptible por su olor similar al de huevos podridos, que estuvo presente en las zonas antes mencionadas. En ninguna de las fuentes se detectó la presencia de SO₂, siendo ésta la especie gaseosa de origen magmático.

El incremento de H₂S se reflejó también en la saturación de los equipos de medición durante esta campaña, existiendo una concentración ambiental de más de 120 ppm de H₂S en las surgentes de gas en los sitios antes mencionados. Así mismo se detectaron concentraciones bastante altas de CO₂, llegando a las 1350 ppm en Aguas Hediondas, 2900ppm en Aguas Negras, 5600ppm en el Hondón y más de 30 000 ppm en Lagunas Verdes. Se presume que las altas emisiones de gas se deben a la agitación provocada en el sistema hidrotermal por la sismicidad persistente en la zona.

Figura 10. Medición de razones con instrumento multiGAS en la zona de Lagunas Verdes, 20/03/2023 (Fotos: D. Sierra/ IG-EPN). Se aprecia claramente que el nivel de agua en las Lagunas Verdes se ha recuperado después del abrupto descenso que se observó en agosto 2022.

Conclusiones

• Al momento de emisión de este informe el nivel de actividad interna en el CV-CCN se considera como alta y el nivel de la actividad superficial es muy baja.
• Los eventos sísmicos asociados al movimiento de fluidos podrían representar una perturbación del sistema hidrotermal, sin que esto sugiera una erupción en el corto plazo.
• Desde el 09 de marzo de 2023, las estaciones de la red de vigilancia sísmica registran un nuevo enjambre de eventos en el complejo volcánico Chiles – Cerro Negro, dominado principalmente por eventos de fractura, superando los 4000 eventos por día (12/03/2023). Actualmente la tasa de sismos se mantiene en alrededor de 1000 eventos al día. El evento de mayor magnitud ocurrió el 01 de abril de 2023 y alcanzó una magnitud de 3.7 MLv. No se descarta la ocurrencia de eventos con magnitudes similares y/o superiores, como ya se han registrado en el pasado, y que pudieran ser sentidos en las poblaciones cercanas.
• La sismicidad se concentra principalmente en el flanco sur del volcán Chiles a profundidades cercanas al nivel del mar. Esta zona es aproximadamente coincidente con la zona de deformación más cercana al volcán.
• Las zonas con mayor deformación cubren una extensa área que abarca desde la parte sur del volcán Chiles hasta la parte sur de la caldera de Potrerillos (sector de las lagunas del Voladero). 
• El sector de Lagunas Verdes, al sur del volcán Chiles, presenta episodios de deformación con velocidades cada vez mayores durante períodos de tiempo cada vez más cortos.
• En la campaña de medición de gases más reciente (20 – 22 de marzo) se ha observado incrementos en las concentraciones de H₂S y CO₂ en las zonas de Aguas Hediondas, Aguas Negras y Lagunas Verdes, posiblemente causadas por la agitación sísmica reciente. No se ha observado cambios relevantes en la zona del balneario de Aguas Hediondas.

Pronósticos a corto plazo de la actividad del Complejo Volcánico Chiles – Cerro Negro

Nota de descargo: Los pronósticos a corto plazo (días a semanas) se definen en función de la evolución de la actividad reciente del CVCCN y presentan los principales fenómenos susceptibles de producirse. El grupo técnico científico del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) y el Servicio Geológico Colombiano (SGC) a través del Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Pasto (OVSP) actualizan periódicamente estos pronósticos para un período 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 evolución, 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.

Pronósticos a corto plazo de la actividad del complejo volcánico Chiles Cerro Negro

1. Más probable: La actividad sísmica vaya disminuyendo progresivamente, finalizando el presente enjambre sísmico.
2. Menos probable: El enjambre sísmico se prolonga en el tiempo, más que en episodios anteriores (2014, 2022), con ocurrencia ocasional de sismos de magnitud 3 o superior, que podrían ser sentidos por las poblaciones cercanas.
3. Muy poco probable: Los parámetros de vigilancia muestran mayor sismicidad superficial asociada al movimiento de fluidos, cuya tendencia se incrementa hasta desencadenar un episodio eruptivo, que inicialmente puede ser de tipo freático (explosiones de vapor de agua/hidrotermales) y/o evolucionar paulatinamente a una actividad de tipo freato-magmática (emisiones de columnas de ceniza, flujos de lava).

En ninguno de los anteriores pronósticos se descarta la posibilidad de que sismos de tamaño moderado (magnitud > 5.0) ocurran, como por ejemplo el de julio 2022.

Recomendaciones

• La ocurrencia de sismos mayores a 5 Mw puede generar inestabilidad en laderas, deslizamientos, en zonas propensas a movimientos en masa como por ejemplo el sector de Lagunas Verdes, por lo que se recomienda tomar medidas preventivas frente a este tipo de fenómenos. También pueden ocurrir daños estructurales en edificaciones cercanas, por lo que se recomienda revisar su grado de vulnerabilidad de las viviendas e infraestructuras.
• Mantenerse alejados de las surgentes de agua, asociadas a las fuentes termales descritas en el informe (Aguas Hediondas, Aguas Negras Lagunas Verdes y El Hondón) pues cambios en las tasas de emisión o composición de los gases pueden ser perjudiciales para la salud. Además, por ser zonas inestables y con altas temperaturas pudieran representar un riesgo para la integridad física de las personas. Adicionalmente, en casos extremos pudieran ocurrir explosiones freáticas. Estos fenómenos son súbitos e impredecibles.
• Los fenómenos naturales como erupciones volcánicas no se pueden predecir, por lo que la vigilancia instrumental permanente es la mejor manera en la que se puede conocer la evolución de la actividad volcánica. Se recomienda mantenerse informados a través de las fuentes oficiales, consultar la información cartográfica correspondiente a los peligros o amenazas volcánicas asociadas para la definición y difusión de zonas seguras y exclusión de zonas potencialmente peligrosas.

A. Córdova, D. Sierra, M. Almeida, P. Mothes, M. Yépez, S. Hidalgo, D. Pacheco, P. Palacios, S. Hernández.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Como parte de la vigilancia volcánica que el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) lleva a cabo en los principales volcanes del Ecuador, un grupo de técnicos del IG-EPN realizó una campaña de medición y muestreo en las principales fuentes termales y campos fumarólicos del complejo volcánico Chiles-Cerro Negro (CV-CCN) entre el 20 y el 22 de marzo de 2023. Los técnicos del IG-EPN visitaron las zonas de: Aguas Negras, Aguas Hediondas, El Hondón, El Artezón, Lagunas Verdes y La Ecuatoriana. Se realizó la medición de parámetros físicos y la toma de muestras de las aguas para el análisis químico de elementos mayoritarios. Estos análisis se llevarán a cabo en los laboratorios del Centro de Investigación y Control Ambiental de la EPN (CICAM).

Figura 1. Muestreo de aguas termales en la fuente termal de Aguas Negras. Derecha: medición de parámetros físico-químicos en la fuente termal de El Hondón (Fotos: M. Almeida - IG-EPN).

Desde el 9 de marzo del año en curso se ha registrado un nuevo incremento en la actividad sísmica del volcán Chiles. El pico máximo de esta actividad se registró el día 12 de marzo, con un conteo de casi 5000 sismos por día, un valor significativamente alto que superó el registrado en la crisis del año 2022. En su gran mayoría se trata de eventos de baja magnitud, pero al menos una decena de ellos han alcanzado magnitudes mayores a 3 grados y en ocasiones han sido sentidos por la población.

Figura 2. Izquierda: medición de especies gaseosas con MultiGAS en Lagunas Verdes. Derecha: Lagunas Verdes, vistas desde la vía Tufiño-Chilmá (Fotos: D. Sierra, M. Almeida - IG-EPN).

Se utilizó el equipo MultiGAS en las zonas que tienen manifestaciones gaseosas superficiales (El Hondón, Lagunas Verdes, Aguas Hediondas y Aguas Negras). Algunas de las fuentes muestran ligeros cambios químicos, situación que ya se ha observado en visitas anteriores. Una vez que se hayan procesado los datos recolectados y se cuente con los análisis de las muestras se emitirá un informe al respecto.

Figura 3. Medición de razones gaseosas con MultiGAS en el sector de Aguas Hediondas.

¿Quieres saber más sobre las fuentes termales? Descarga nuestro tríptico informativo “Fluidos Volcánicos (Aguas termales y gas)”: https://www.igepn.edu.ec/publicaciones-para-la-comunidad/comunidad-espanol/21957-fluidos-volcanicos-aguas-termales-y-gas

D. Sierra/ M. Almeida
Corrección de Estilo: G. Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Antecedentes

El Complejo Volcánico Chiles Cerro Negro, se localiza en los dominios de la Cordillera Occidental, provincia de Carchi - Ecuador y departamento de Nariño - Colombia. El complejo volcánico ha sido catalogado como “Potencialmente Activo” según el Mapa de Volcanismo Plio-cuaternario de Bernard y Andrade (2011). Pese a que no existe evidencia de actividad eruptiva explosiva importante en los últimos 6000 años (Santamaría et al., 2017), se tiene descripciones de actividad superficial de tipo fumarólica y de sismos asociados con su actividad en los últimos dos siglos (Monsalve y Laverde, 2014).

Desde 2013, en la zona aledaña al Complejo Volcánico Chiles - Cerro Negro (CV-CCN) empezó a registrarse una serie de eventos sísmicos que fueron incrementando en frecuencia y magnitud desencadenando una crisis con sismos sentidos por los residentes de las poblaciones de Chiles en Colombia y Tufiño en Ecuador.  La sismicidad alcanzó su punto máximo el 20 de octubre de 2014 con la ocurrencia de un sismo de magnitud 5.9 y un número de más de 6000 sismos volcano-tectónicos (VT) por día (IGEPN, 2014a, 2014b). Desde entonces, se han venido registrando varios enjambres de sismos en la zona, incluyendo varios eventos sentidos. Más recientemente, el 25 de Julio de 2022 un sismo de magnitud 5.6 Mw sacudió la zona de influencia del CV-CCN causando importantes daños en la zona de El Ángel y San Gabriel (IGEPN, 2022). Desde entonces la actividad ha decrecido regresando a niveles considerados como “normales” para esta zona.

Figura 1.- Ubicación de las principales fuentes termales del Complejo Volcánico Chiles- Cerro Negro. (Tomado de: Sierra, 2022).

La compleja interacción entre el sistema magmático del CV-CCN, las fallas tectónicas regionales de El Ángel y el sistema hidrotermal (que solamente del lado ecuatoriano cuenta con más de 10 manifestaciones superficiales; Figura 1) juegan un papel crucial para las interpretaciones de los procesos que ocurren en esta zona (IGEPN, 2022).

Reporte de los trabajos efectuados

Los días 21 y 22 de septiembre de 2022, un equipo conformado por técnicos del IG-EPN realizó trabajos de monitoreo en las fuentes termales asociadas al complejo volcánico Chiles- Cerro Negro. Dichos trabajos consistieron en: muestreo de aguas para determinación de componentes mayoritarios, medición de parámetros físico-químicos y la determinación de especies gaseosas mayoritarias usando la técnica multiGAS (Aiuppa et al., 2004; Shinohara, 2005). Las fuentes visitadas durante esta campaña fueron: El Hondón, Aguas Hediondas, Lagunas Verdes, El Artezón, Aguas Negras, Potrerillos, Montelodo y La Ecuatoriana (Figura 1).

Para el presente reporte se tomará en cuenta solo aquellas fuentes en las que se hayan presentado comportamientos inusuales durante este último período de recolección de datos 2019-2022.

El Hondón

Luego de la visita realizada en julio de 2022, se ha podido evidenciar una aparente estabilidad en cuanto a la actividad superficial de la zona (Figura 2). Tanto el número de fuentes como el de las grietas se ha mantenido sin cambios importantes. El comportamiento de la fuente es similar al observado en visitas anteriores, se caracteriza por la ocurrencia de varias “surgentes” de agua en ebullición, que presentan temperaturas de 79 - 84°C (siendo esta última la temperatura de ebullición del agua esperable a la altura de esta fuente (3650 msnm).

En este sitio se obtuvieron datos continuos de medición de concentración de gas. Se posicionó al equipo MultiGAS en dirección de la columna de gas emitida por las fuentes activas. Cabe destacarse que a diferencia de otras veces, en esta ocasión no fue posible percibir olor a huevos podridos (característico de la emisión de H₂S). La concentración de CO₂ en este campo llegó a un máximo de 1649 ppm. Este valor está dentro de los parámetros analizados previamente en este sitio, sin embargo, no se puede descartar que puedan existir emisiones pulsátiles con mayores concentraciones del gas, sin que éstas puedan ser anticipadas.

Figura 2.- Actividades de muestreo, medición de parámetros físico-químicos y mediciones multiGAS en el campo termal de El Hondón. En la imagen se puede apreciar la continua emisión de vapor de agua, que contiene también bajas cantidades de dióxido de carbono (CO₂).  (M Almeida, IGEPN– 22 de septiembre de 2022).

Aguas Hediondas:

En la zona de Aguas Hediondas, se posicionó el equipo MultiGAS a una distancia prudente del sitio de emisión (Fig. 2), sin embargo, se podía percibir que la concentración de los gases era sumamente elevada, con lo cual el equipo se saturó para el H₂S en varias ocasiones. Los valores de concentración para el CO₂ también fueron bastante elevados (alcanzando hasta 7735 ppm), pero ligeramente inferiores a los valores obtenidos con el mismo equipo en campañas anteriores (ej. 8780 ppm en Julio 2022).

Figura 3. Medición de concentración de gas utilizando MultiGAS en Aguas Hediondas/ Medición de parámetros físico químicos y muestreo  en la surgente de Agua en  Aguas Hediondas (Fotos: D Sierra, IGEPN – 21 de septiembre de 2022).

Las razones CO₂/H₂S disminuyeron a partir de marzo de 2022 para volver a incrementarse a partir de julio con una pendiente menor, sugiriendo que la perturbación del sistema hidrotermal continúa. Estos valores se muestran en la gráfica de la figura 3.  

Figura 4. Gráfico de la razón CO2/ H2S obtenida en la pluma de gas de los campos fumarólicos de Lagunas Verdes (naranja), Aguas hediondas (azul) y Aguas Negras (gris).

Lagunas Verdes

Mediciones Geoquímicas

La zona de Lagunas Verdes, lleva su nombre por la existencia de al menos 6 lagunas cuya coloración ha sido tradicionalmente azul verdosa. Las lagunas tenían áreas aproximadas de 18800, 9700, 3660, 950, 890 y 240 m² respectivamente, calculadas en base a imágenes Satelitales de Google Earth del 20/11/2016 (Figura 3). Desde los años 70 se ha reconocido esta zona como un campo de emisión de gas, se sabe que en el pasado el flujo era abundante sobretodo en la zona marcada con el punto amarillo (Figura 3). Hoy en día las emisiones se caracterizan por la presencia de gas difuso (Villarroel et al., 2021) principalmente CO₂ y H₂S generando un fuerte olor a huevos podridos perceptible desde la carretera.  Las emisiones gaseosas han provocado alteración en las rocas que incluyen minerales como caolinita y alunita (CELEC EP & ISAGEN, 2012; Sierra, 2022), las zonas de alteración han sido delimitadas con color rojo en la Figura 3.

Utilizando el MultiGAS se realizaron mediciones en la zona de mayor flujo de gas (punto amarillo Figura 3). La concentración máxima de CO₂ alcanzó 30 000 ppm, muy alta respecto a concentraciones medidas en campañas anteriores, cuyos valores no superan los 15 000 ppm.  Del mismo modo los valores de H₂S fueron tan altos que llegaron a saturar el equipo (H₂S > 120 ppm). Las razones obtenidas en este sitio son claras únicamente para CO₂/H₂S. En comparación con los valores obtenidos en julio, las nuevas razones CO₂/ H₂S son más altas.

Las emisiones gaseosas de Lagunas Verdes no muestran contenidos significativos de vapor de agua, los valores de H₂O obtenidos están a la par del agua presente en el ambiente. En tal virtud, las proporciones volumétricas no muestran resultados confiables, por consiguiente, no pueden ser comparadas con las que se han obtenido anteriormente.

Figura 5.- Zona de Lagunas Verdes mostrando el contorno de las Lagunas y las zonas de alteración hidrotermal. La imagen muestra además la zona escarpada de donde ocurrieron los deslizamientos el 19 de agosto de 2022 y el punto donde se puede encontrar la mayor emisión de gases.

Figura 6.- Medición de especies gaseosas mayoritarias en la zona de Lagunas Verdes con el equipo multiGAS (S Hidalgo, IGEPN– 21 de septiembre de 2022).

Observaciones Visuales

En lo que respecta a las observaciones visuales, la comparación entre la última campaña de mediciones realizada en julio 2022 (a pocos días del sismo de magnitud 5.6Mw) y la campaña del 22 de agosto muestran una dramática disminución en el nivel de agua de las Lagunas Verdes. Se estima un descenso de casi 0,5m en el nivel de las lagunas, lo que se podría traducir como la pérdida de al menos unos 10 mil metros cúbicos de agua. El descenso del agua ha provocado incluso que las Lagunas pierdan su color verdoso característico, hoy se muestran con un tono negruzco (Figura 5).

La zona de Lagunas Verdes y sus aguas son vigiladas por el IG-EPN desde el año 2014 y desde que se tiene registros no se ha visto una disminución tan abrupta en el nivel del agua. Con un pH promedio de 6,25, una conductividad promedio de 46 µS/cm y temperaturas de entre 7 y 15°c (fluctuantes con el clima) en adición de  las firmas isotópicas de isótopos estables (Sierra, 2022) se ha interpretado que estas lagunas corresponden a un cuerpo de agua superficial recargado por lluvia con escaso o nulo aporte de fluidos de origen profundo.

Siendo que la principal recarga de agua de estas lagunas es la lluvia, los factores climáticos como la ausencia de precipitaciones en la zona pudieran contribuir a la disminución del nivel otra explicación plausible y que justificaría más fácilmente el vertiginoso descenso en los niveles es que la frecuente sismicidad haya fracturado el piso a la base de las lagunas aumentando la permeabilidad de las rocas y facilitando la percolación del agua hacia afuera de las lagunas.

Figura 7.- Fotografía comparativa de la zona de Lagunas Verdes el 28 de Julio de 2022, versus el estado actual de las Lagunas el 21 de septiembre de 2022. Se observa una importante disminución en el nivel de las lagunas, así como el afloramiento de la base del islote intermedio.

Deslizamientos en la zona

Tras la ocurrencia de un sismo de magnitud 4,3 del 18 de agosto de 2022 a las 19:22 TL se produjo un deslizamiento en la zona cercana a Lagunas Verdes que provocó un bloqueo en la vía Tulcán- Maldonado. Aunque los escombros fueron removidos rápidamente por las autoridades (Figura 6-A), aún se pueden observar las cicatrices de los fenómenos de remoción en masa de tipo caída, el más grande de ellos puede ser observado en la Figura 6-B, pero se observan otras zonas de inestabilidad y de deslizamientos de menor magnitud, en el borde del escarpe (línea amarilla Figura 3).

Figura 8.- Remoción de escombros del deslizamiento del 18/08/22 en la zona de Lagunas Verdes, foto cortesía de Diario “El Universo” 20/08/22. Cicatriz de deslizamiento tipo caída en el escarpe lateral de la carretera Tulcán-Maldonado, Foto: D. Sierra / IG-EPN 21/09/2022.

Aguas Negras:

Durante las últimas campañas se ha evidenciado una aparente similitud en cuanto a las razones gaseosas medidas en la zona de Aguas Negras comparándolas con las mediciones de las Lagunas Verdes. El equipo MultiGAS fue posicionado cerca de la zona de burbujeo, donde se percibía con mayor intensidad el olor a H₂S (Figura 7). Las concentraciones máximas de CO₂ y H₂S, fueron 2822 y 118 ppm respectivamente. Estos valores son similares a los registrados en la campaña de julio, pero elevados respecto a campañas anteriores.

La razón CO₂/H₂S obtenida en este sitio mantiene la tendencia observada desde enero de 2020 (Fig. 3), tal como se observa en la figura 3. Si bien no se observa un cambio en la tendencia general, se observa una disminución en la pendiente de la curva, respecto a las 2 últimas mediciones que también pudiera relacionarse a la perturbación observada en el sistema.

Figura 9. Muestreo de aguas y medición de parámetros físico-químicos en la surgente termal de Aguas Negras (S. Hidalgo, IGEPN– 21 de septiembre de 2022).

Montelodo

La fuente termal de Montelodo, se ubica unos 3 km al sur de Tufiño (Figura 1), dentro de una propiedad agrícola privada. La fuente termal de Montelodo es vigilada periódicamente por el IG-EPN desde enero de 2017. Históricamente, esta fuente se ha caracterizado por temperaturas modestas de aproximadamente 27°C, conductividades promedio de 400 µS/cm y pH de 6,5. Tradicionalmente la fuente consistía en una emanación de agua de bajo flujo desde la pared de roca que posteriormente se mezclaba con un riachuelo de agua fría.

Los pobladores reportan que después del sismo del 25 de Julio de 2022, al menos tres nuevos ojos de agua aparecieron en la pared de roca a escasos metros de la fuente principal, la cual también incrementó significativamente su caudal.  Las nuevas surgentes parecen tener características muy similares a la fuente original, por lo que se presume un origen común.

Lo más probable es que tras el sismo el fracturamiento de las rocas haya permitido un incremento en la permeabilidad, abriendo nuevos caminos para la salida del agua, así mismo el cambio en el estado de esfuerzos pudiera haber generado mayor presión en el interior aumentando el flujo de agua.

Figura 10.- Aparecimiento de nuevas surgentes de agua en la zona de Montelodo, la primera emana directamente de la pared de roca, la otra se encuentra en una pendiente y ha sido entubada por los comuneros para su aprovechamiento.

Concentración de SO₂:

En ninguno de los casos en los que se utilizó el equipo MultiGAS (Lagunas Verdes, Hondón, Aguas Hediondas y Aguas Negras) se detectó la presencia de SO₂, lo cual indica que los 4 puntos de muestreo presentan una actividad principalmente hidrotermal. Los valores de SO₂ que se obtuvieron en los tres sitios (Lagunas Verdes, Aguas Hediondas y Aguas Negras) están en el rango de valores considerados como valores de base o cero, según la precisión del equipo.

Parámetros físico – químicos:

Se presentan los datos de los parámetros físico-químicos en Aguas Hediondas por ser la fuente en la que mejor se han evidenciado cambios a lo largo del tiempo (Figura 9). En cuanto al pH, se observa una tendencia al descenso, lo que se traduce como la emanación de aguas más ácidas.  Por otra parte, la temperatura ha sufrido ligeros incrementos, pasando de 56.6 a 59 °C. La conductividad se mantiene estable en alrededor de 2800 µS/cm. Tanto Lagunas Verdes como Aguas Negras no muestran una variación en estos parámetros. Para el caso del Hondón la temperatura ha disminuido a 83.4 °C, casi dos grados por debajo del valor promedio medido desde 2019 (85 °C). La conductividad no ha mostrado mayor variación y el pH ha disminuido de 7.59 a 6.97.

Figura 11. Gráfico de evolución de los parámetros físico – químicos de las fuentes termales en el campo termal de Aguas Hediondas, desde el 2013 hasta septiembre de 2022.

Evaluación de la amenaza por proximidad a los campos fumarólicos

En las zonas de Aguas Hediondas, Aguas Negras y Lagunas Verdes: La proporción de CO₂ y H₂S en el ambiente aún alcanza valores bastante elevados, incluso mayores que los detectados las últimas campañas. Respirar aire contaminado con estos gases puede ser perjudicial para la salud sobretodo en concentraciones altas y tiempos de exposición prolongados, puede causar: mareos, malestar general y en casos extremos hasta asfixia, envenenamiento y muerte.

Como se detalló anteriormente en la descripción de cada una de las fuentes de emisión, las concentraciones del gas son sumamente elevadas, por tal razón representan un peligro para quienes se acerquen a estos sitios, por ello se recomienda el uso de máscaras antigás con filtros especiales, las cuales ofrecen protección para gases ácidos y halogenuros. Sin embargo, incluso estas máscaras no resultan de utilidad ante la presencia del CO₂, un gas inoloro, e incoloro, que cuando alcanza altas cantidades se acumula en zonas bajas y reemplaza al oxígeno causando asfixia.

CONCLUSIONES

• Las emisiones gaseosas de las manifestaciones del CV-CCN no muestran concentraciones de SO₂, lo que indica que no existe un aporte evidente de gases de tipo magmático sino únicamente un aporte de gases del sistema hidrotermal.
• La proporción volumétrica y concentración de dióxido de carbono (CO₂) y ácido sulfhídrico (H₂S) en Aguas Hediondas, Aguas Negras y Lagunas Verdes es extremadamente elevada. Por lo cual representa una amenaza para la seguridad y salud de quienes se acerquen a las surgentes de agua y gas.
• En las zonas de Aguas Hediondas, Aguas Negras y Lagunas Verdes es notoria una perturbación en el sistema hidrotermal, perceptible mediante la razón CO₂/H₂S, la cual se muestra contraria a la tendencia observada entre 2020, hasta marzo de 2022.
• En los últimos tiempos, los parámetros físico químicos de las fuentes termales del Complejo Volcánico Chiles - Cerro Negro no han mostrado cambios significativos, con excepción de Aguas Hediondas que ha mostrado un descenso en el pH y un incremento de temperatura de 56 a 59 °C, aunque cabe destacarse que estas variaciones no difieren de las que ya se han observado en años pasados.
• El campo termal de El Hondón, no ha mostrado cambios respecto a lo observado el mes de julio, es decir, no hay evidencias de nuevo fracturamiento o aparecimiento de nuevas surgentes termales. Sin embargo, la alta inestabilidad del sitio y las altas temperaturas del agua constituyen una potencial amenaza para las personas que se acerquen a la zona.
• Luego del sismo de 25 de julio (Magnitud 5.6Mw) se han evidenciado cambios morfológicos y variaciones en el sistema hidrotermal. Buenos ejemplos son la disminución en el nivel de agua las Lagunas Verdes, los deslizamientos en la misma zona y el reporte de nuevas surgentes de agua en la zona de Montelodo. Todo esto se atribuye presuntamente al fracturamiento de las rocas favorecido por la sismicidad

RECOMENDACIONES:

Con base en las observaciones de campo se recomienda:

• Informar a la población sobre los peligros asociados a la emisión de gases en las fuentes termales de: “El Hondón”, “Aguas Negras” y la zona de emisión de aguas y gas que está amurallada en “Aguas Hediondas”.
• Dado que el Balneario de Aguas Hediondas se ubica a una distancia prudente de la zona de emisión (misma que ha sido tradicionalmente restringida al público y se encuentra amurallada) y considerando además que en la zona de las piscinas no se han registrado concentraciones anómalas de gas ni cambios morfológicos que sugieran algún peligro para la integridad de las personas, por el momento no existen motivos que ameriten suspender las actividades turísticas y recreacionales en el Balneario de Aguas Hediondas.
• Tomar acciones preventivas en la zona de Lagunas Verdes, la cual se caracteriza por la fuerte emisión de gases pero que no puede ser fácilmente restringida, por estar directamente sobre la carretera, además de ser una zona de actividad minera (canteras).
• Revisar la estabilidad de los taludes en las zonas aledañas a Lagunas Verdes, pues en caso de ocurrir nuevos movimientos sísmicos es probable que se den nuevos deslizamientos dada la inestabilidad de los taludes.
• Aunque la sismicidad ha disminuido hasta alcanzar niveles de base, las complejas interacciones entre el sistema magmático del CV-CCN, el sistema de fallas regional del El Ángel y el sistema hidrotermal, podrían conducir a nuevos episodios de elevada actividad sísmica, por lo que se recomienda mantenerse siempre informados sobre posibles cambios en la actividad del volcán.

Al momento de emisión del presente informe los niveles de actividad de volcán son: SUPERFICIAL MUY BAJA sin cambio, e INTERNA BAJA sin cambio. En caso de presentarse novedades respecto a la actividad del CV-CCN, el IG-EPN informará oportunamente.

REFERENCIAS:

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• CELEC EP & ISAGEN, 2012. Plan de desarrollo Integral y preparación del alcance de los estudios técnicos de la fase de prefactibilidad del Prospecto Tufiño-Chiles-Cerro Negro. Segundo Informe Fase II.
• IGEPN, 2022. INFORME ESPECIAL COMPLEJO VOLCÁNICO CHILES – CERRO NEGRO No. 2022-03.
• IGEPN, 2014a. Informe de Actividad del Volcán Chiles - Cerro Negro N^o23.
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• Sierra, D., 2022. Estudio geoquímico de fluidos de los sistemas volcánicos e hidrotermales activos del Norte de los Andes Ecuatorianos (Tesis Doctoral). Universidad de Buenos Aires, Argentina.
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Realizado por: D. Sierra, M. Almeida, S. Hidalgo
Revisado por: M. Ruiz
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional