Resumen de Modelización de las deformaciones asociadas a procesos intrusivos en áreas volcánicas y su aplicación a la isla de El Hierro (Islas Canarias)
María Ángeles Benito Saz
- español
La actividad volcánica ocurrida entre los años 2011 y 2014 en El Hierro (Islas Canarias) se caracterizó por la ocurrencia de una erupción submarina y el emplazamiento de múltiples intrusiones magmáticas en profundidad.
En julio de 2011 se detectó un enjambre sísmico bajo el centro de la isla que culminó, 3 meses después, en una erupción submarina de 4 meses de duración y que produjo grandes burbujas de gas, globos de lava, extensas áreas de cenizas y lapilli y un cono volcánico en el fondo marino llamado Tagoro. Entre los 4 meses y los 2 años posteriores, se detectaron 6 episodios intrusivos bajo la isla que produjeron importantes deformaciones del terreno y enjambres sísmicos, lo que confirmó el transporte y acumulación de magma en profundidad. Sin embargo, ninguna de las intrusiones post-eruptivas culminó en una nueva erupción El objetivo de esta tesis es estudiar desde el punto de vista geodésico la evolución espacial y temporal de los 6 episodios intrusivos post-eruptivos ocurridos en El Hierro empleando observaciones del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) y de Interferometría Radar de Apertura Sintética (InSAR). Se han utilizado los datos de 10 estaciones GNSS continuas y 44 imágenes radar captadas por los satélites RADARSAT-2 y COSMO-SkyMed para cuantificar y caracterizar las deformaciones del terreno. La inversión de los datos geodésicos, empleando un enfoque bayesiano y modelos analíticos de fuentes de deformación, ha permitido estimar las principales características de las intrusiones responsables de tales deformaciones, como su ubicación, geometría, volumen o caudales de magma intruidos en profundidad Los resultados de esta tesis indican que la superficie de El Hierro se elevó más de 80 mm y se desplazó horizontalmente más de 65 mm entre junio de 2012 y marzo de 2014 (registrándose hasta 275 mm de elevación de la parte suroeste de la isla) debido al emplazamiento de 6 intrusiones a 13-16 km de profundidad en diferentes localizaciones bajo la isla, con caudales iniciales de magma de 300 m3/s que decayeron exponencialmente con el tiempo.
Durante los episodios de casi 3 semanas de duración ocurridos en junio-julio de 2012 y marzo-abril de 2013, se infieren intrusiones de magma con un centro de presión, que migra lateralmente desde el centro de la isla hacia el exterior, de más de 120 x 106 m3. Durante los episodios de menos de 1 semana de duración de septiembre de 2012, enero y diciembre de 2013 y marzo de 2014, se infieren intrusiones de (24-44) x 106 m3. En total, la isla creció debido a un emplazamiento total de magma de 388 x 106 m3 bajo el volcán en solo 2 años, un volumen comparable al volumen de material emitido durante la erupción submarina, lo que muestra la importancia de las intrusiones post-eruptivas en el conjunto del episodio volcánico de El Hierro.
Las intrusiones post-eruptivas se pudieron originar en una fuente presurizada situada en el manto bajo el centro de la isla. Los pulsos de magma ascendieron hasta quedar atrapados a 13-16 km de profundidad, donde produjeron la sismicidad y la deformación registradas en la superficie. Una discontinuidad, posiblemente el límite entre la corteza inferior y el manto superior, y el campo de esfuerzos regional y local de la isla, influenciado por las intrusiones magmáticas previas, pudieron haber impedido el ascenso del magma hacia la superficie. Los caudales iniciales de magma de 300 m3/s no fueron suficientes para superar esta profundidad. Solo cuando el flujo de magma continuó durante varios días, las intrusiones migraron lateralmente desde el centro de la isla hacia el exterior posiblemente en forma de sills, con una extensión lateral mucho mayor que su espesor.
Este trabajo proporciona importante información sobre el transporte y almacenamiento del magma en profundidad bajo El Hierro y ayuda a comprender cómo islas volcánicas oceánicas intraplaca como esta crecen y evolucionan a través de repetidas intrusiones magmáticas instaladas en profundidad.
- English
The 2011-2014 volcanic activity at El Hierro (Canary Islands) was characterized by the occurrence a submarine eruption and the emplacement of multiple magmatic intrusions at depth.In mid-July 2011, an intense seismic swarm was detected beneath the center of the island that propagated laterally ~15 km from north to south until culminating, three months later, in a submarine eruption less than 2 km off its southern coast. The eruption lasted 4 months and produced large gas bubbles, lava balloons and extensive areas of ash and lapilli on the sea surface, as well as a volcanic cone on the seafloor called Tagoro. The end of the eruptive activity did not mark the end of the volcanic activity on El Hierro. Between four months and two years later, six intrusive episodes were detected beneath the island. Each of these episodes lasted between 3 and 20 days and produced significant ground deformations and intense seismic swarms, confirming the transport and accumulation of magma at depth. However, none of the post-eruptive intrusions culminated in a new eruption.The objective of this thesis is to study from a geodetic point of view the spatial and temporal evolution of the six post-eruptive intrusive episodes on El Hierro using Global Navigation Satellite System (GNSS) and Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) observations. Surface displacements have been obtained using data from ten continuous GNSS stations and 44 Synthetic Aperture Radar images captured by the Canadian RADARSAT-2 satellite and the Italian COSMO-SkyMed satellite constellation. These observations have made it possible to quantify and characterize the surface displacements of the island during each intrusive episode. The inversion of the geodetic data, using a Bayesian approach and analytical models of deformation sources, has allowed estimating the main characteristics of the intrusions responsible for such ground deformations, such as their location, geometry, volume increase or magma flow at depth, as well as their evolution in time and space...
