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RELOJ DE VOLCÁN: Cómo se mide el espesor del flujo de lava

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La tasa de erupción (la cantidad de lava que sale de la tierra por unidad de tiempo) es probablemente la mejor medida de la actividad volcánica, y el primer paso en ese cálculo es medir el grosor y el área del flujo de lava.



Este mapa de grosor preliminar de los flujos de lava de la Zona del Rift Este Este del Volcán Kīlauea 2018 se calculó restando las elevaciones de la superficie del terreno antes de la erupción de las elevaciones de la superficie del suelo después de la erupción asignadas con los vuelos del Sistema Aéreo No Tripulado (drone) del USGS. Los drones adquirieron 2.800 fotos aéreas, de las cuales 1.500 millones de puntos comunes fueron seleccionados automáticamente por el software Surface-from-Motion. Todavía es preliminar porque se necesitan puntos de control de tierra adicionales para finalizar el mapa. Mapa de USGS.

Durante los primeros años de la erupción del Pu'u 'Ō'ō del volcán Kīlauea, las fuentes de lava de alto nivel produjeron múltiples flujos de lava. Después de cada evento, los científicos del Observatorio del Volcán de Hawai (HVO) midieron los espesores utilizando los niveles de las manos en múltiples ubicaciones a lo largo de los bordes de cada flujo de lava.

El volumen de flujo se calculó entonces como el producto del área de flujo multiplicado por el espesor del flujo promedio. La tasa de erupción igualó este volumen dividido por la duración de la erupción en segundos.

Para el primer año de actividad de Pu'u 'Ō'ō, las tasas de erupción calculadas fueron de 4,000 a 17,000 galones por segundo.

Pero este método no capturó todas las variaciones de espesores de flujo de lava a través de flujos. Por ejemplo, muchos flujos de 'a'ā, como el flujo de lava Fisura 8 de Kilauea en 2018, albergan un canal de lava vacío. Si asumiéramos que el flujo era uniformemente tan grueso como la altura de sus bordes, sobrestimaríamos el volumen del flujo de lava y la tasa de erupción.

Se pone mejor

En 1993, los científicos utilizaron un radar aerotransportado que sobrevoló Kīlauea a una altitud de poco menos de 8 km (26,000 pies). El radar podría visualizar un flujo de lava con una precisión de 1 a 2 yardas y determinar miles de elevaciones de superficie para cada flujo de lava, no solo unos pocos espesores a lo largo de su borde. Los volúmenes de flujo calculados de esta manera (las elevaciones previas a la erupción de la superficie del suelo restadas de las elevaciones de 1993 de un flujo de lava) fueron ligeramente más altos que los calculados con el método más simple de medir espesores a lo largo de los bordes de flujo.
Las tasas de erupción calculadas para la erupción de lava continua después de 1986 fueron mucho más bajas que para la fase de alta fuente episódica: 800–1,300 galones por segundo.

La siguiente mejora en la medición del espesor del flujo fue el desarrollo y uso de Detección de luz y rango (lidar). El equipo especializado fue volado sobre un área por avión o helicóptero, desde donde miles de millones de pulsos láser cayeron al suelo. Esto produjo detalles en las elevaciones de la superficie del flujo de lava con una precisión de unos pocos centímetros (una pulgada o menos).

En los últimos años, los geólogos han obtenido resultados similares en helicópteros que tomaron fotos digitales superpuestas del suelo, cada una marcada con las coordenadas GPS de la cámara. El software de computadora, que utiliza la técnica “Surface-from-Motion” (SfM), puede identificar automáticamente ubicaciones comunes en fotos adyacentes y ensamblar una imagen tridimensional de elevaciones del terreno a partir de cientos de fotos. Una ventaja adicional es que las fotos se pueden unir para producir un mapa de mosaico de fotos del área de alta resolución.

Durante la erupción de Kīlauea en la zona de la zona del Rift Este inferior de 2018, las cámaras de Unmanned Aerial Systems (drones) hicieron la fotografía. Utilizando aproximadamente 2,800 fotografías aéreas, el software SfM calculó 1,5 billones de puntos comunes que se conectaron para crear un modelo de elevación digital en escala centimétrica del flujo de lava Puna. Un modelo de elevación digital lidar pre-erupción se restó del modelo de elevación digital SfM del avión no tripulado de los flujos erupcionados para producir un mapa de espesor de flujo de lava. Se publicó una versión preliminar de este mapa en el sitio web de HVO el 19 de febrero de 2019.

El mapa publicado es preliminar por dos razones: 1) Falta cobertura de algunos flujos de lava anteriores hacia el sur, y 2) necesitamos puntos de control de suelo cuidadosamente inspeccionados para que coincidan con las áreas no afectadas por los flujos de lava de 2018 en el pre- y Modelos de elevación post-erupción.

Usando el mapa preliminar, podemos calcular una estimación aproximada del volumen total de lava que entró en erupción y se agregó a la superficie terrestre, aproximadamente 0.8 kilómetros cúbicos (más de un millón de yardas cúbicas). Cuando se corrigen los vacíos en la lava y se divide por la duración de la erupción, esto produce una tasa de erupción mínima de aproximadamente 13,000–53,000 galones por segundo. Esta tasa de erupción es significativamente mayor que la mayoría, si no todas, las tasas de erupción conocidas de Kilauea.

La erupción de la Zona del Rift Este de Kīlauea en el Volcán 2018 fue un evento verdaderamente notable, pero muy destructivo, que ha provocado mucha discusión y replanteamiento en varios campos, desde la vulcanología hasta la gestión de emergencias y la planificación del uso de la tierra. Los científicos de HVO trabajarán para comprender mejor la erupción y su importancia en los próximos años.

Actualización de la actividad del volcán

Kilauea no está en erupción. Las tasas de sismicidad, deformación y liberación de gas no han cambiado significativamente durante la semana pasada.

Dos terremotos con tres o más informes de fieltro ocurrieron en Hawai durante la semana pasada: un terremoto de magnitud 2.6 a 7 millas al sureste de Leilani Estates a 4 millas de profundidad el 3 de marzo a las 8:50 am HST, y un terremoto de magnitud 2.7 2 millas al noreste de Waikoloa a 6 millas de profundidad el 2 de marzo, a las 6:12 pm HST.

Las señales de deformación son consistentes con el llenado del reservorio de magma de la Zona del Rift Este (ERZ) del Volcán Kīlauea. Las tasas de emisión de dióxido de azufre en la ERZ y en la cumbre de Kilauea siguen siendo bajas.

Todavía existen peligros en la parte baja de la ERZ y la cima de Kilauea. Los residentes y visitantes que se encuentren cerca de las grietas de 2018, los flujos de lava y el área del colapso de la cumbre deben prestar atención a los cierres y advertencias de la Defensa Civil del Condado de Hawai y los Volcanes de Hawai. HVO continúa monitoreando de cerca a Kīlauea para detectar cualquier signo de aumento de actividad.

El nivel de alerta de volcán USGS para Mauna Loa permanece en NORMAL.
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