Estudio de parámetros geodésicos y geofísicos relacionados con la erupción del volcán de Cumbre Vieja en la isla de La Palma (2021)

Abstract

La erupción de Cumbre Vieja en 2021 es la erupción más reciente, dañina y duradera de la que tenemos registro histórico en la isla de La Palma. La erupción ha ido acompañada de una intensa actividad sísmica, y ha sido precedida por varios enjambres registrados desde 2017 por el Instituto Geográfico Nacional. En este Trabajo Fin de Máster, analizamos esta sismicidad, identificando varias series sísmicas y estudiando la evolución de diferentes parámetros geofísicos (frecuencia de los eventos, valores b, profundidades, magnitudes, intensidad, aceleración). En este análisis ha sido posible identificar 16 fases sísmicas, 7 de ellas anteriores a la erupción volcánica, 2 que podemos calificar de preeruptivas y 7 más ocurridas dentro del periodo de la erupción volcánica. El catálogo de terremotos considerado en este estudio incluye más de 10.000 eventos, el mayor con una magnitud de 5,1 (mbLg).

Se ubican los focos abiertos durante las diferentes fases, y se distingue entre sismicidad asociada a la corteza terrestre (z < 15 km) y al manto (z > 15 km). Atendiendo a estas características, se producen varios hechos interesantes. En las fases 2 y 3, justo antes e inmediatamente después del inicio de la erupción, la sismicidad en el manto desaparece por completo, reapareciendo diez días después del inicio de la erupción. En ambas fases la actividad más superficial se registra en la corteza, relacionada con la apertura de chimeneas volcánicas, y la actividad superficial coincide temporalmente con la desaparición de la sismicidad profunda.

Se realiza también un análisis de las intensidades reportadas en toda la isla y de las aceleraciones pico (PGA) registradas por la estación del ha comparado con otras correlaciones deducidas en estudios de referencia desarrollados tanto para España como para otros países. Dicha correlación ha sido aplicada para obtener un mapa de peligrosidad sísmica inherente a las intensidades reportadas en la isla, aunque expresando el movimiento en términos de aceleración pico.

El estudio de estos datos, complementados por una adecuada planificación territorial es fundamental para reducir la vulnerabilidad de la población y los bienes frente a los riesgos volcánicos.

Abstract:

The Cumbre Vieja eruption in 2021 is the most recent, damaging and long-term eruption since historical records began on the island of La Palma. In this project, we analyze various geophysical parameters (frequency of events, b-values, depths, magnitudes, intensity, acceleration) and compare our results with previous studies with the aim of improving the characterization of the seismic phases prior to an eruption. It was possible to identify 16 seismic phases, 7 of them prior to the volcanic eruption, 2 preeruptive and 9 within the period of the volcanic eruption. The catalog of earthquakes taken into account in this study includes more than 10,000 events, the largest with a magnitude of 5.1 (mbLg).

The open foci are located during the different phases, distinguish between seismicity associated with the earth's crust (z < 15 km) and the mantle (z > 15 km). Considering these characteristics, several interesting facts take place. In phases 2 and 3, just before and immediately after the start of the eruption, the seismicity in the mantle disappears completely, reappearing ten days after the start of the eruption. In both phases, the most superficial activity is registered in the crust, related to the opening of volcanic vents, and the superficial activity coincides temporarily with the disappearance of deep seismicity.

An analysis of the intensities reported throughout the island and of the accelerations collected by the IGN station is also carried out to obtain a valid correlation between both parameters and compare them with other reference studies developed for Spain and other countries. With this correlation, it is possible to obtain a hazard map for the ground, inherent to the intensities recorded on the island.

The study of these data, complemented by adequate territorial planning, is essential to reduce the vulnerability of the population and assets to volcanic risks.