Characterizing infrasound and seismic data from El Reventador volcano to improve hazards monitoring and risk mitigation

Abstract

Entre las provincias de Napo y Sucumbíos, a 100 km al este de Quito se encuentra el volcán El Reventador. Este volcán es uno de los volcanes más activos del arco ecuatoriano, y representa una fuente importante de peligro ya que se encuentra muy cerca de zonas pobladas del país, así como de importantes infraestructuras como centrales hidroeléctricas, carreteras y oleoductos. Actualmente, los vulcanólogos y geofísicos utilizan datos de infrasonidos junto con otras medidas geofísicas como sismicidad, deformación, gravedad y cámaras térmicas para monitorear la actividad volcánica e inferir la dinámica de las erupciones. En este proyecto, estudio los mecanismos de desgasificación en el volcán El Reventador usando arreglos de infrasonidos. El Reventador es un excelente objetivo por su intensa y casi continua actividad infrasónica. Utilizo datos diarios del 1 de mayo al 30 de junio de 2015 que provienen del arreglo infrasónico AZU, que incluye tres micrófonos infraBSU y un sismómetro trillium compact 120 s conectado a un digitalizador Ref Tek 130 ubicado a 3.8 km de la cumbre. Además, comparo las señales acústicas observadas con las señales sísmicas. Para los análisis, usé correlación cruzada para encontrar períodos con señales coherentes llamadas detecciones. Además, encontré la ubicación de origen de estas detecciones usando tiempos de retraso para finalmente agrupar las detecciones en eventos usando el rango de backazimut que pertenece a El Reventador. Usando diferentes bandas de frecuencia para ver la fuente del infrasonido, puedo identificar dos fuentes principales de infrasonido: el volcán El Reventador y la cascada San Rafael. En general, el uso del filtro Butteerworth de segundo orden y la agrupación de detecciones en eventos puede permitir caracterizar las señales infrasónicas asociadas con eventos eruptivos conocidos. Los eventos de agrupación dan como resultado un nuevo catálogo de infrasonido local del volcán El Reventador. La banda de frecuencia que encaja perfectamente con el volcán El Reventador como fuente de infrasonidos es [1-5] Hz. Sin embargo, las bandas de frecuencias más altas como [10-35] Hz muestran similitudes en el número de eventos si se tienen en cuenta algunos valores de parámetros de tiempo como la longitud de la ventana y el tiempo. Con la ayuda del análisis sísmico en los mismos días de registros de actividad acústica, los temblores de emisión y las explosiones preceden a erupciones más grandes y a fases de extrusión de lava en el volcán El Reventador.