GEOLOGÍA DE ISLANDIA: FUEGO Y HIELO

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2 Índice INTRODUCCIÓN Tectónica de placas Erupciones volcánicas GEOLOGÍA DE ISLANDIA: FUEGO Y HIELO Geotectónica: Dorsal Punto Caliente Volcanismo y glaciarismo EYJAFJALLA ERUPCIÓN DEL 2010 Antecedentes históricos Evolución de la erupción Expedición EYJASH 10 Lecciones para el futuro: predicción, control y prevención CONCLUSIONES 2 de 61

3 Introducción Tectónica de placas Fuente: Jones et al. (2006). 3 de 61

4 Tectónica de placas Fuente: USGS (2003) < 4 de 61

5 Tectónica de placas Fuente: Schmincke, de 61

6 Introducción Erupciones volcánicas Una analogía de la vida cotidiana Erupcions volcàniques magma erupción productos eruptivos 6 de 61

7 Tipos de erupciones IEV/V EI Volumen tefra m 3 Tipo Descripción explosivdad Altura pluma eruptiva Ejemplo ~Número erupciones < años 0 < m³ Hawaiiana No explosiva < 100 m Mauna Loa > > m³ Hawaiiana/ Stromboliana Baja m Stromboli > > m³ Stromboliana/Vulcaniana Moderada 1 5 km Galeras (1993) > m³ Vulcaniana/Peléana Moderada a grande 3 15 km 4 > 0.1 km³ Peléana/Pliniana Grande km 5 > 1 km³ Pliniana Paroxísmica > 25 km Nevado del Ruiz (1985) Eyjafjalla (2010) Mont St. Helens (1980) > 10 km³ Pliniana/Ultra Pliniana Colosal > 25 km Krakatoa (1883) 51 7 > 100 km³ Pliniana/Ultra Pliniana Supercolosal > 25 km Tambora (1815) 5 (+2 posibles) 8 > km³ Ultra Plinian Megacolosal > 25 km Taupo ( AC) 0 IEV Índice de explosividad volcánica Tabla modificada de Simkin y Siebert (1994) 7 de 61

8 Tipos de erupciones HIDROMAGMÁTICA Eyjafjalla PLINIANA Pinatubo ESTROMBOLIANA Etna HAWAIANA Pu u O o 8 de 61

9 Productos eruptivos LAVAS Magma no fragmentado Erupciones efusivas DEPÓSITOS PIROCLÁSTICOS Magma fragmentado Erupciones explosivas TAMAÑO (mm) PIROCLASTO No consolidado: Tefra DEPÓSITO PIROCLÁSTICO Consolidado: Rocas piroclásticas >64 Bomba Bloque (anguloso) Aglomerado Tefra de bloques Aglomerado volcánico Brecha piroclástica o volcánica 2 64 Lapilli Tefra lapíllica Toba lapíllica < 2 Ceniza Tefra cinerítica Toba cinerítica 9 de 61

10 Geología de Islandia 10 de 61 Fuego y hielo

11 Geotectónica: dorsal 11 de 61

12 Geotectónica: dorsal Apertura del Atlántico Norte: hace 70 m.a. Velocidad de separación: 1-2 cm/a 12 de 61

13 Geotectónica: dorsal 13 de 61

14 Geotectónica: dorsal Placa Norteamericana Placa Euroasiática Placa Euroasiática Placa Norteamericana 14 de 61

15 Geotectónica: punto caliente Plateau Basáltico Islandés Posición temporal del punto caliente Fuente: König, < Fuente: Reykjanes Ridge Expedition, < 15 de 61 Fuente: Müller, University of Sydney <

16 Mapa geológico de Islandia Fuentre: Iceland Research Group in Germany < 16 de 61

17 El fuego: Volcanismo Series Margen de placa Intraplaca características Convergente Divergente Oceánica Continental Alcalina sí sí sí Tholeítica sí sí sí sí Calcoalcalina sí sí 17 de 61

18 El hielo: Glaciarismo INTERACCIÓN MAGMA HIELO Incremento de la explosividad de las erupciones 18 de 61

19 El hielo: Glaciarismo INTERACCIÓN MAGMA HIELO Incremento de la explosividad de las erupciones 19 de 61

20 EYJAFJALLA Mayo 2010 Efectos medioambientales Observación del fenómeno Muestreo de ceniza y agua Contacto con investigadores islandeses 20 de 61

21 Antecedentes históricos Primeros asentamientos humanos en Islandia aprox. 874 DC 205 erupciones citadas en Islandia (159 correctamente caracterizadas) 124 explosivas (piroclásticas) 14 efusivas (lavas) 21 mixtas En Islandia tienen lugar unas 20 erupciones por siglo (en Canarias han sucedido 13 erupciones históricas en 5 siglos) EYJAFJALLA KATLA AÑO VEI AÑO VEI AÑO VEI AÑO VEI 920? 934? > ? ? > ? ? > ? de 61

22 Antecedentes históricos Fuente: Kirkbride y Dugmore (2008). Estudios tefrocronológicos permiten determinar número y magnitud de las erupciones 22 de 61

23 Antecedentes históricos Erupción del Katla 1918 (24 días: 12 Octubre 4 Noviembre) Volumen tefra: 7x10 8 m 3 VEI : >4 Composición: riolita Deshielo del glaciar Myrdalsjökull: descarga de hasta m 3 /s durante 4 h (caudal medio Amazonas m 3 /s) > 1 km 3 de sedimentos transportados, 3 km de costa ampliados 23 de 61

24 Detección del ascenso del magma intrusiones de magma verano 2009 Fuente: Hjaltadóttir et al. (2009) Terremotos y temblores son producidos por las intrusiones magmáticas La erupción se dispara el 20 de Marzo de de 61

25 Detección del ascenso del magma Movimientos entre julio 1998 y julio 2000 Fuente: Sturkell et al. (2003). Cambios en la topografía detectados por GPS intrusiones 1994 i de 61

26 Detección del ascenso del magma 25 sept marzo abril 2010 Fuente: Pedersen et al., Inst. Earth Sci, Nordic Volc. Center. Cambios en la topografía detectados por GPS intrusiones 1994 i de 61

27 Erupción del volcán Eyjafjalla 14-4 al 23-5 Eyjafjallajökull 27 de al 12-4 Fimmvörðuháls

28 Erupción del volcán Eyjafjalla Perforación del casquete de hielo (imagen de radar aerotransportado) Fuente: Institute of Earth Sciences and Icelandic Coast Guard - Eyjólfur Magnússon 28 de 61

29 Erupción Eyjafjalla - Temblores Fuente: Icelandic Met Office inici erupció 29 de 61

30 Erupción Eyjafjalla - Temblores Expedición eyjash Mayo de 61

31 Erupción del volcán Eyjafjalla Efectos locales de la erupción Inundaciones por deshielo del glaciar Ejyafjallajökull Fuente: Institute of Earth Sciences, Reykjavyk Corte Ruta S de Islandia 31 de 61

32 Erupción del volcán Eyjafjalla deshielo del glaciar Eyjafjallajökull 32 de 61

33 Erupción del volcán Eyjafjalla Efectos locales de la erupción Caída de ceniza Protección Personal Ganado 14-4 al de 61

34 Erupción del volcán Eyjafjalla Fuente: Boeckel (2011) 34 de 61 Videos erupción Eyjafjallajökull

35 Erupción del volcán Eyjafjalla Muestreo de la ceniza Máxima acumulación de ceniza 35 cm 35 de 61

36 Erupción del volcán Eyjafjalla Caracterización de los depósitos de ceniza CENIZA Servicio labgeotop 36 de 61

37 Erupción del volcán Eyjafjalla Microscopía electrónica de barrido (SEM EDX) 37 de 61

38 Erupción del volcán Eyjafjalla Granulometría (difracción laser) 38 de 61

39 Erupción del volcán Eyjafjalla Caracterización geoquímica de los depósitos de ceniza 39 de 61

40 Erupción del volcán Eyjafjalla Contribución medioambiental de la ceniza Masa lixiviada (Tm) 40 de 61

41 Erupción del volcán Eyjafjalla Contribución medioambiental de la ceniza Masa lixiviada (Tm) 41 de 61

42 Erupción del volcán Eyjafjalla Situación meteorológica: efectos distales EUMETSAT 16/4/2010 AEMET IR 21/04/23:00 42 de 61

43 Erupción del volcán Eyjafjalla Efectos distales de la erupción antecedentes de crisis aéreas Vuelo BA-009 (24/6/1982) Boeing 747 Londres a Auckland (de Kuala Lumpur a Perth) Vuelo KLM-867 (15/12/89) Redoubt Mt. (Alaska) 43 de 61

44 Erupción del volcán Eyjafjalla Efectos distales de la erupción: crisis aérea Ceniza transportada a > 9000 km Cierre de aeropuertos europeos durante días Pérdidas navegación aérea aprox. 150 millones /día Más de 3 millones de pasajeros afectados SIN ACCIDENTES 44 de 61

45 Erupción del volcán Eyjafjalla Seguimiento de la altura de la pluma: in situ 45 de 61

46 Erupción del volcán Eyjafjalla Eyjafjallajökull frá Hvolsvelli 19/04/2010 Eyjafjallajökull frá Valahnúk Webcams eldgos.mila.is 20/04/ :08 20/04/ :06 Seguimiento de la altura de la pluma: remota vía webcam 21/04/ :19 21/04/ :14 21/04/ :18 46 de 61

47 Erupción del volcán Eyjafjalla Seguimiento de la altura de la pluma: radar meteorológico Pluma eruptiva Fuente: Kalsdóttir et al., Eyjafjallajökull eruption the role of IMO < 47 de 61

48 Lecciones para el futuro: predicción, control y prevención 48 de 61

49 Lecciones para el futuro: predicción Era previsible este fenómeno natural? Ascenso del magma SI Momento de la erupción NO Evolución general de la erupción (SI) Efectos locales SI PREVENCIÓ Efectos tráfico aéreo SI/NO <> NS/NC Aspectos generalizables: predicción, control, prevención 49 de 61

50 Lecciones para el futuro: predicción Predicción de la peligrosidad volcánica Frecuencia e intensidad de las erupciones Métodos geológicos de reconstrucción de la historia eruptiva Control del ascenso del magma Terremotos y temblores: red sísmica Cambios topográficos: GPS, radar Deformación: medidas de esfuerzo Cambios físicos: gravimetría, magnetometría, 50 de 61

51 Lecciones para el futuro: control Seguimiento del comportamiento de la erupción y sus efectos Control de la erupción Detección de cambios en el ascenso del magma (geofísica) Análisis de la explosividad, altura y extensión de la pluma, Visual (in situ, webcams) Sensores remotos en avión o satélite (radar, T, SO 2, rayos, ) Control petrológico y geoquímico de los productos Impacto medioambiental (aire, suelo, agua) Control de caudal de ríos (deshielos de glaciares) Predicción meteorológica 51 de 61

52 Red de control geofísico de Islandia Islandia km 2 España km 2 (6) (60) (70) Fuente: Kalsdóttir et al., Eyjafjallajökull eruption the role of IMO < 52 de 61

53 Lecciones para el futuro: prevención Mejora de los protocolos de prevención local Participación de expertos (geólogos, meteorólogos, ingenieros, ) Asistencia a afectados Áreas urbanas Granjas y áreas rurales Gestión del impacto ambiental (durante y después de la erupción, p. ej., por resuspensión de la ceniza) Reconstrucción de infraestructuras 53 de 61

54 Lecciones para el futuro: prevención Mejora de los protocolos aeronáuticos Participación de expertos (geólogos, meteorólogos, ingenieros, ) Control de nivel de ceniza al aire Modelos de predicción de dispersión de la ceniza) Construcción de propulsores menos sensibles a la ceniza 54 de 61

55 Lecciones para el futuro: prevención Nuevas normas Nivel de ceniza en el aire antes 21/4/10 nada de ceniza 21/4/ microgramos / m 3 18/5/ microgramos / m 3 Nuevas categorías de espacio aéreo Procedimientos operativos (Europeos y globales) 55 de 61

56 Lecciones para el futuro: prevención Mejora de modelos de dispersión de ceniza Fuente: VAAC London (2010) < 4.9 km 7.3 km MODIS Rapid Response System NASA Imagen del Minutos de desfase Eyjafjallajökull Imagen del :41 UTC Estructura compleja de las plumas 56 de 61 Fuente: Kalsdóttir et al., Eyjafjallajökull eruption the role of IMO <

57 Lecciones para el futuro: prevención Mejora de modelos de dispersión de ceniza Fuente; Icelandic Met Office (2010) 6-17 Mayo 2010 Imagen satélite SEVIRI BTD mostrando la diferencia de temperatura de la pluma eruptiva (minutos de desfase) 57 de 61

58 Mejora de modelos de predicción de dispersión de ceniza Fuente: Volcanic Ash Advisory Centre London (2011) 58 de 61

59 Conclusiones Eyjafjalla: típica erupción islandesa Erupción hidromagmática subglacial (VEI = 3-4) Altura de la columna eruptiva: pulsante entre 3 y 8 km, máxima 11 km Excelente ejemplo de gestión volcánica local: predicción, control y prevención Problemas en gestión distal (tráfico aéreo) Necesidad de mejoras en modelos de predicción de dispersión de ceniza Participación de expertos en volcanología 59 de 61

60 REFERENCIAS Hjaltadóttir S., Vogfjörð K., Slunga R., Seismic signs of magma pathways through the crust in the Eyjafjallajökull volcano, South Iceland. Informe VI pp. Kirkbride Martin P., Dugmore Andrew J., Two millennia of glacier advances from southern Iceland dated by tephrochronology. Quaternary Research, 70, Schmincke, H.U. (2004): Volcanism. Ed. Springer-Verlag, Berlín. 324 pp. Simkin, T. y Siebert, L. (1994): Volcanoes of the world (2nd edition). Ed. Geoscience Press, Tucson, Arizona. 349 pp. Sturkell, E., Sigmundsson, F., & Einarsson, P., Recent unrest and magma movements at Eyjafjallajökull and Katla volcanoes, Iceland. Journal of Geophysical Research 108(B8), de 61

61 Agradecimientos CSIC ULPGC Institute of Earth Sciences, Nordic Volcanological Center, University of Iceland Icelandic Met Office, Physics Department Icelandic Civil Protection Department 61 de 61