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Luisa AchaerandioJuan Carlos GilGastón GiribetFrancis VillatoroHéctor SocasJosé Edelsteinseñal física simple volcaneserupciones volcánicas predeciblesartículo volcanología gilerupciones pitón de la fognazvolcanes pico de la fraguaestación sísmica rer rivière del estePitón de la FognazPico de la FraguaRERRivière del EstJuan Carlos GilJERCAvi LoebEtnaaños 902 de julio de 2023YERCROCAntonioNature CommunicationsMadagascarCentro Helmholtz de Investigación en Geociencias de PotsdamSiciliaepisodio 544Bernard BeuchtMétodo de Predicción del Fallo (FFM)Héctor SocasLa PalmaVesubio
Erupciones pico fragua sistema detección
Con
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Juan Carlos Gil continúa hablando sobre un estudio detallado de erupciones e intrusiones magmáticas en La Palma, específicamente en los volcanes Pitón de la Fognaz y Pico de la Fragua.
…cerca de Madagascar, francesa, un territorio de ultramar, lo llaman y del Centro Helmholtz de Investigación en Geociencias de Potsdam, que es uno de los grandes centros europeos de geociencias. Bueno, pues la pregunta: me gusta siempre empezar la discusión. De los artículos con la pregunta que posiblemente se hicieron los autores: ¿Existe una señal física simple detectable en tiempo real que anuncie que un volcán está a punto de entrar en erupción? Que me la he apuntado y la vuelvo a leer y a mí mismo me emociona porque parece que vamos a resolver el mundo, bueno, seguidme oyendo y para intentar responderla. pues estudiaron en detalle casi una veintena de erupciones e intrusiones magmáticas que no dan lugar a erupción. Están registradas entre 2005 y 2010 en este pitón de la Fognaz, el pico de la Fragua, se llama; nombre apropiado para uno de los volcanes más activos del mundo y extraordinariamente bien monitorizado ahí en la isla. En particular estudiaron datos de una estación sísmica que hay allí, que se llama RER, siglas de la Rivière del Est, el río del Este, que está a 8 kilómetros de la cumbre; esto será relevante, y Efectivamente, observaron que antes de muchas erupciones o intrusiones magmáticas aparecían unas señales desconocidas, transitorios de muy baja frecuencia en las componentes horizontales únicamente del sismómetro. No tenían la pinta de las ondas sísmicas…
Significado #15 · Palabras #1
Juan Carlos Gil describe los instrumentos utilizados para monitorizar volcanes activos, incluyendo sismómetros, inclinómetros, análisis químicos de gases y cámaras térmicas.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #16sismómetros volcanes activosinclinómetros medición actividad volcánicaanálisis químico gases volcánicoscámaras térmicas volcanes siciliavolcán etna instrumentalización planeta…de rocas y magma. Y hoy los observatorios volcanológicos los monitorizan con auténticas redes de vigilancia, instrumentos muy versátiles que incluso se han usado para la detección de la reentrada de restos espaciales como contamos en el episodio 544. que tienen sismómetros, inclinómetros, análisis químico de estos gases que comentaba, cámaras térmicas e incluso posicionamiento geodésico preciso o radar utilizando satélites. La atención especial se suele poner en volcanes que combinan actividad frecuente, posibilidad de erupciones explosivas y cercanía a áreas densamente pobladas y así entre los más vigilados del mundo se encuentran el Etna en Sicilia, posiblemente el volcán más instrumentalizado del planeta, además que se usa, es ya tradición, como banco de pruebas para nuevas tecnologías de monitorización, últimamente sensometría por fibra óptica o incluso muografía. Yo he estado en Sicilia un par de veces y es muy impactante porque está continuamente echando…
Héctor Socas reflexiona sobre cómo los charlatanes se aprovechan de la incertidumbre en torno a eventos como erupciones volcánicas, ganando credibilidad cuando finalmente ocurren.
Habla: Héctor SocasPalabras #19alarma erupción inminentefalsas alertas evacuar poblaciónconfianza población cuento del lobocharlatanes y erupciones volcánicascabañuelas incertidumbre charlatanes…lo que hizo el Vesubio en su día, o sea que ha avisado, hubo volcanes especialmente activos como el Popocatepel en México o el Taal en Filipinas Así que sí, los volcanes están hablando, quejándose continuamente, la cuestión es interpretar lo que nos están Diciendo: Porque el problema no es detectar las señales, sino distinguir qué señales son realmente presagios de una erupción inminente o cuáles son simplemente periodos, señales de episodios de agitación interna y por tanto tener el criterio de saber cuándo lanzar una alarma sin provocar falsas alertas porque claro evacuar a la población cuesta muchísimo y si te equivocas demasiadas veces el remedio es peor que la enfermedad porque puedes perder algo que es muy valioso: que es la confianza de la población. Claro, el cuento del lobo, ¿verdad? Efectivamente, imagínate. Pero no, a los charlatanes les funciona, porque ellos van y te dicen: va a haber una erupción, no pasa nada; va a haber una erupción, no pasa nada, y el día que hay la erupción todo el mundo se acuerda y dice: eh, acertaron, viste, dijeron que iba a haber una erupción y acertaron, así que, no sé, pasa con las cabañuelas, pasa con muchas otras cosas. Pero no recuerdo yo una evacuación masiva por una cabañuela o por una marmota. Bueno, es verdad, también por otra parte tenemos las quejas de los hosteleros cuando se da una alerta de Martí en una semana santa y luego resulta que no llueve y bueno, se monta…
Juan Carlos Gil explica que la monitorización activa de volcanes es una práctica relativamente reciente, contrastando con las técnicas tradicionales basadas en observar señales como emisiones de humo, terremotos y deformaciones del terreno.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #9monitorización activa volcanes recienteemisiones humo volcánica tradicionalterremotos fuera habitual volcanesdeformaciones terreno volcánico hombroanimales sensibles infrasonidos volcánicos…Bueno, es verdad, también por otra parte tenemos las quejas de los hosteleros cuando se da una alerta de Martí en una semana santa y luego resulta que no llueve y bueno, se monta ahí un buen tinglado porque claro, se les ha arruinado el negocio por nada. Pues esto de escuchar activamente a los volcanos realmente es algo relativamente reciente porque durante gran parte de la historia monitorizar los volcanes era sorprenderse cuando echaba mucho humo o cuando había terremotos fuera de lo habitual o se veían deformaciones en el terreno, de repente tu volcán le salía un hombro, ¿vale? o cuando los animales se comportaban raro porque hay indicios que podrían ser sensibles a determinadas ondas de muy baja frecuencia o infrasonidos. Solo a mediados del siglo XX ya, antes de ayer, empezaron a desplegarse redes modernas, instrumentales de monitorización, pero el punto de inflexión fue la erupción del monte Santa Elena en Estados Unidos en 1980. Durante semanas el volcán emitió múltiples…
Juan Carlos Gil explica que los volcanes son sistemas complejos y que el Método de Predicción del Fallo (FFM) propuesto por Bernard Beucht no siempre funciona como se esperaba.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #18método predicción fallo beuchtvolcanes generan mogollón ruidoseñales volcánicas ambiguaserupciones volcanes casuística variada…vez más agudo justo antes de romperse. La idea del FFM era modelar, modelar matemáticamente esa aceleración de los precursores y extrapolarla para poder anticipar el punto de ruptura, en el caso del volcán, una erupción. La idea estaba bien, pero ¿qué pasa? Los volcanes son tremendamente complejos y la cosa no acababa de funcionar. Algunos volcanes generan mogollón de ruido; las señales se vuelven ambiguas, a veces las señales se aceleran claramente y otras veces no. En ocasiones un volcán puede producir terremotos, deformarse o eso, emitir grandes cantidades de gases y finalmente no entrar en erupción. En fin, la casuística es: hay de todo. Por eso, en vulcanología moderna, pues bueno, no se usa de forma generalizada el FFM, sino que Ha evolucionado hacia enfoques más probabilísticos. Y ahí estamos, en lugar de confiar en una única señal, pues los observatorios combinan todo lo que pueden, muchas observaciones distintas. Y mediante modelos multivariantes estiman probabilidades de…
Juan Carlos Gil continúa hablando sobre un estudio detallado de erupciones e intrusiones magmáticas en La Palma, específicamente en los volcanes Pitón de la Fognaz y Pico de la Fragua.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #15 · Palabras #1señal física simple volcaneserupciones volcánicas predeciblesartículo volcanología gilerupciones pitón de la fognazvolcanes pico de la fraguaestación sísmica rer rivière del este…cerca de Madagascar, francesa, un territorio de ultramar, lo llaman y del Centro Helmholtz de Investigación en Geociencias de Potsdam, que es uno de los grandes centros europeos de geociencias. Bueno, pues la pregunta: me gusta siempre empezar la discusión. De los artículos con la pregunta que posiblemente se hicieron los autores: ¿Existe una señal física simple detectable en tiempo real que anuncie que un volcán está a punto de entrar en erupción? Que me la he apuntado y la vuelvo a leer y a mí mismo me emociona porque parece que vamos a resolver el mundo, bueno, seguidme oyendo y para intentar responderla. pues estudiaron en detalle casi una veintena de erupciones e intrusiones magmáticas que no dan lugar a erupción. Están registradas entre 2005 y 2010 en este pitón de la Fognaz, el pico de la Fragua, se llama; nombre apropiado para uno de los volcanes más activos del mundo y extraordinariamente bien monitorizado ahí en la isla. En particular estudiaron datos de una estación sísmica que hay allí, que se llama RER, siglas de la Rivière del Est, el río del Este, que está a 8 kilómetros de la cumbre; esto será relevante, y Efectivamente, observaron que antes de muchas erupciones o intrusiones magmáticas aparecían unas señales desconocidas, transitorios de muy baja frecuencia en las componentes horizontales únicamente del sismómetro. No tenían la pinta de las ondas sísmicas…
Juan Carlos Gil continúa explicando un estudio sobre erupciones e intrusiones magmáticas en La Palma, detallando cómo las señales sísmicas inusuales observadas inicialmente se atribuyeron a inclinaciones lentas del terreno.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #19inclinaciones lentas terreno la palmasismómetros horizontales ascenso magmafracturas magmáticas datos análisis…pinta de las ondas sísmicas habituales, sino que eran desviaciones muy suaves pero coherentes que podían además registrarse durante horas. La ausencia de una componente vertical en esta señal, lo primero que les hizo pensar es que podrían deberse simplemente. A inclinaciones lentas del terreno producidas quizás por el ascenso del magma. Algo digo estas inclinaciones a los que los sismómetros horizontales son extraordinariamente sensibles, pero cuanto más analizaban los datos, más evidente resultaba que allí había algo más interesante. Y es que cuando el magma abre fracturas dentro del volcán cuando se hace se abre paso a través de la roca claro no sólo empuja el terreno hacia arriba también desplaza lateralmente enorme masas de roca y los autores descubrieron que observadas a varios kilómetros de distancia por eso os contaba antes lo de…
Juan Carlos Gil describe cómo se utiliza un cálculo automático del 'JERC' para la alerta temprana de erupciones volcánicas, implementado desde 2014.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #2cálculo automático jerc alerta tempranaerupciones pico fragua sistema detecciónsistema jerc detecta erupciones volcánicasanticipación erupción pico fragua 8 horastasa baja falsas alarmas volcánicasintrusión magma calderaerupciones abortadas juan carlos gilintrusión magma volcán ocho kilómetroserupción dataset dos julio 2023figura uno artículo resumen método…modelo geofísico que se llama Gothic 2, que además para llegar a ese nivel de limpieza de ruido tienen que tunear a las características exactas del entorno local donde está instalado el sismómetro La anisotropía en la distribución de masas del observatorio, Midiendo esta posición horizontal, quitando la marea, derivando temporalmente antes, filtrando, en fin, ponen a punto un cálculo automático del JERC y lo despliegan operacionalmente en 2014, ya como una posible herramienta automática real de alerta temprana. Y desde 2014 hasta 2023, que es el periodo cubierto por el artículo, el sistema detectó correctamente el 92% de las 24 erupciones registradas en el pico de la fragua: 22 de las 24. En algunos casos, bueno, pues con minutos de anticipación, pero en otros, el récord, hasta con 8 horas y media. Positivos, positivos, pero es que además tiene una tasa muy baja de falsas alarmas, solo un 14%, alertas que no terminaron en erupción. Pero incluso así, los autores demuestran que incluso en esos casos sí parece que hubo intrusión real de magma en la caldera, vamos, en la bolsa. Es decir, que sí hubo un movimiento real, pero ya sabéis, se liberaría la presión por otro sitio y no dio lugar a la erupción. Lo que los vulcanólogos llaman erupciones abortadas. Los dos casos en los cuales no funcionó. Se estudiaron sí, se cree, se determinaron los autores que era casos en los que esta intrusión de magma había sido muy cercana al volcán y muy corta. Con lo cual la señal que llegaba tan lejos, a los 8 kilómetros estaba ya camuflada en el ruido y no fue determinada. Digo, la figura 1 del artículo es la única que hay que mirar si queréis porque corresponde a la última erupción en el dataset del 2 de julio de 2023, hace menos de tres años, y además sirve para contar porque resume perfectamente la lógica del método. En el eje vertical tenemos el YERC; esta tercera derivada del sismógrafo produce directamente la señal POS, que ya es aceleración, cogen la componente horizontal, la derivan, quitan la marea, etc. Ese es el eje vertical y en el eje horizontal está el paso del…
Juan Carlos Gil continúa la explicación sobre el sistema de alerta temprana para erupciones volcánicas, utilizando una analogía con ruidos en casa para ilustrar cómo los crujidos pueden preceder a un evento mayor.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #13crujidos detrás de la puertaseñal yerc 1 5 nanómetrosumbral operacional 0 1 nanómetrostécnica roc teoría detección…es una indicación bastante inespecífica de que el magma se está moviendo y la roca se está fracturando, que en casi todos los volcanes se produce con relativa frecuencia y de ninguna forma tiene por qué significar que aquello va a empezar a erupcionar. Es, Permitiendo la metáfora, es como estar, o la comparación, como estar en casa y escuchar crujidos detrás de la puerta de tu habitación. Bueno, pues algo ocurre ahí, pero todavía no hay motivo para la alarma. Y entonces a las 3.50 aparece la sacudida. La señal YERC, si tenéis el artículo, veréis que alcanza hasta 1.5 nanómetros por segundo cúbico; repito, 1.5 nanómetros por segundo cúbico, muy por encima del umbral operacional que habían puesto a punto, que era 0 .1 nanómetros por segundo cúbico y que habían validado mediante una técnica que se llama ROC, que es una herramienta clásica de teoría de detección de señales. Así que una sacudida gorda, ¿vale? Pero es que además, en tiempo real estos autores, el método, analizan lo que llaman particle motion, que es la trayectoria ideal que seguiría una partícula si se pusiese en el suelo mientras vibra. Bueno, pues ¿dónde iría si…
Juan Carlos Gil explica cómo el sistema de alerta temprana para erupciones volcánicas utiliza la magnitud del 'jerk' y la dirección para detectar fracturas asociadas a la intrusión magmática.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #3magnitud del jerk para erupciones volcánicasdirección detecta fracturas magmáticassistema automático lanza la alaralerta temprana intrusiones magmáticasvolcán erupción cuarenta minutosasesino cuchillo habitación vacíaalarma tardía erupciones volcánicasfracturación rápida magmaintrusiones magmáticas sin erupciónmétodo retrospectivo observatorio años 90…iría si aquello fuese una perfecta superficie sin rozamiento? Reconstruida a partir de las señales YERC este-oeste y norte-sur que aparecen en la figura. Pues reconstruyendo esta, digo, trayectoria ideal, se observa como la señal apunta casi perfectamente. Hacia la cima del volcán. O sea, no parece ser el camión de Avi Loeb, ¿vale? Esto está apuntando al sitio que debe. Así que con esas dos pistas, magnitud del jerk y dirección, con las dos juntas, el sistema automático lanza la alar, ¿vale? Detecta que la fracturación asociada a la intrusión magmática ya está ocurriendo, ¿vale? Es como que alguien acaba de abrir la puerta de tu habitación, ¿no? y 40 minutos después, ¡pumba! El volcán entra en erupción, 40 minutos. Se observa al asesino con el cuchillo en alto que encuentra la habitación vacía porque te ha pirado por la ventana que has dejado abierta. El sistema, claro, no es perfecto. Hubo dos erupciones donde la alarma llegó demasiado tarde, decíamos porque el magma tuvo que recurrir distancias muy cortas y la fracturación fue extremadamente rápida, y también otras dos donde las intrusiones magmáticas finalmente no dieron lugar a erupción porque la tensión se liberaría por otros sitios. Los autores, bueno, acaba el artículo porque aplicaron el método retrospectivamente al registro histórico de erupciones del mismo observatorio desde finales de los años 90 y en general los resultados eran coherentes con esto que habían identificado. Bueno, pues concluyendo, ¿por qué me ha parecido interesante lo que cuenta este artículo? Primero, porque el enfoque es bastante rompedor, como indicador de erupciones volcánicas inminentes frente a lo mejor que tenemos ahora, que son estos enfoques…
Juan Carlos Gil explica que la señal detectada corresponde a la fracturación producida por la interrupción del magma en la cámara antes de la erupción, no a la erupción misma.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #2 · Palabras #6fracturación por interrupción del magmaerupción intrusión de magmasistema detectó 22 de 24 erupcionestasa de alarmas muy bajaerupciones volcánicas y terremotosfracturación rápida en avalanchascolapso de glaciares acelerándosefusión de agujeros negros…una alarma cuando simplemente este observable supera un umbral. O sea, es el observable perfecto, ¿no? Y oye, además es que este observable es muy chulo porque no es el temblor, sino el cambio del temblor, si me permitís, de alguna forma, la tercera derivada. Segundo, porque como os he comentado, esta señal parece tener un significado claro: parece que corresponde directamente a la fracturación producida por la interrupción del magma en la cámara antes de la erupción. No es directamente la erupción, claro, si no llegaríamos tarde, sino esta intrusión de magma que muy a menudo da lugar a erupciones. Tercero, porque el sistema funciona fenomenal, también como se ha anticipado durante una década: detectó 22 de las 24 erupciones, algunas hasta con horas y con una tasa de alarmas muy baja. Y cuarto, porque, bueno, ya, en fin, extrapolando, señales de este tipo jerk podrían aparecer, ¿por qué no?, en otros procesos de fracturación rápida, en terremotos, en deslizamientos, en avalanchas, quizá en colapso de glaciares, ¿no? Pareciera de alguna forma como si los sistemas extremos de la naturaleza pues tengan cierta tendencia a anunciar el desastre acelerándose cada vez más, ¿no? Desde volcanes hasta, ¿por qué no?, fusión de agujeros negros, ¿no? A mí me ha recordado a la señal Chirp de LIGO y compañía. Se puede llamar cuando se precipita la señal; cuando se precipita. Habría que buscar un mejor verbo para esto de cuando te aceleras cada vez más, cuando estás acelerado. Agudizarse yo creo que puede…
Juan Carlos Gil concluye su exposición sobre un nuevo método para detectar erupciones volcánicas, reconociendo que aún no está resuelto el problema de las erupciones.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #7método detección erupciones volcánicasúnico volcán estación sísmicaproblema de las erupcioneserupciones volcánicas explosivasconductos fracturados erupciones anterioresinyección de magma cambio derivada…la media está alrededor de las 3 horas. O sea, que te da tiempo perfectamente para comer; tres horas es guay. Tenías que decirlo, Luisa. Eso, hay que decirlo. Mixtro. Muy bien, no se nos podía, sí, sí, sí. No se podía escapar esa referencia. Gracias, Luisa. Decía entonces, pues que lo he contado pues con mi habitual entusiasmo Pues ya está, no hemos resuelto el problema de los problemas de las erupciones de volcanes Bueno, pues desafortunadamente no El método solo se ha validado en un único volcán y además con una única estación sísmica no Está nada claro que vaya a funcionar en volcanes explosivos; en sistemas magmáticos complejos, hay, todos lo sabemos, sistemas de varios volcanes conectados, no conectados, se cierran, se abren, en fin, una juerga o en erupciones que existen donde el magma ascienda lentamente a través de conductos fracturados previamente en erupciones anteriores o tal. Si no hay una inyección que provoque un cambio en la tercera derivada, una inyección de magma, pues el método obviamente no funcionaría. Y además, jugando con la imagen de portada, Héctor: es que la propia estación RER está a huevo, está a la distancia dulce, suficientemente cerca para detectar la fracturación, pero suficientemente lejos para que la señal no quede enterrada en el caos sísmico…
Juan Carlos Gil expresa su entusiasmo por un nuevo método y anticipa su aplicación en el Etna, mostrando optimismo sobre su potencial revolucionario en la predicción de erupciones volcánicas.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #17 · Palabras #3método etna predicción erupcionesrevolución predicción ilusiones volcánicassistema pico de la fraguaobservación de volcanes antoniolaboratorio vulcanismo activo tesisdetección señal sísmica minutoscomponentes ortogonales norte-sul…de un volcán activo. Además está instalada en profundidad, Héctor: no encima de dentro de un túnel térmicamente muy estable, un nivel de ruido bajísimo y está equipada con un sismómetro de muy banda ancha, altísima sensibilidad y muy bajo ruido. Así que estoy deseando ver cómo se comporta esto, es muy prometedor, estoy deseando ver cómo se comporta este método fuera del laboratorio casi perfecto que han montado en el pico de la fragua y en este sentido me alegro especialmente leer que ya están desplegando este sistema en el Etna, porque si la idea funcionase allí también, pues sí que podríamos estar ante una revolución en la predicción de las ilusiones volcánicas con todo lo que eso podría significar. Y hasta aquí lo que os quería contar. que tiene. Es como ese hombre que observaba los volcanes, cuando hablamos de cosas inútiles, dice, pero ¿qué estás mirando, Antonio? Y dice, oye, pero es que igual esto es un poco más simple y tenemos ese laboratorio de vulcanismo activo para poder probar esta tesis. La parte donde cuentan lo del particle motion, cómo detectan en unos minutos de dónde viene la señal con un único sismómetro, viendo las componentes ortogonales norte-sul y este -oeste, es fascinante. Y en la figura, no recuerdo, ahora no lo tengo delante, no sé si es la 2 o la 3, En fin, vienen diagramas simplificados de las 24 erupciones y se ve con un mapa, una representación sencilla, cómo perfectamente apuntan todas hacia el volcán. Es que es genial. En la dos, es que me ha encantado. En la dos, esa es genial. Pero si no entiendes…