Prevención
Introducción
El Volcán de Fuego de Colima o simplemente Volcán de Colima, (3860 m. sobre el nivel del mar) es un estratovolcán andesítico que forma parte, junto con el Cántaro y el Nevado de Colima (4330 msnm.), de un complejo volcánico con orientación Norte-Sur llamado Complejo Volcánico de Colima (CVC), ubicado en el sector occidental del Cinturón Volcánico Transmexicano (CVT, Figura 1) y cuyas coordenadas geográficas (19º30'44''N y 103º37'02''W) lo sitúan entre los Estados de Colima (municipios de Comala y Cuauhtémoc) y Jalisco (municipios de Tuxpan, Zapotitlán y Tonila).
Figura 1. Ubicación del Complejo Volcánico de Colima (CVC) dentro del Cinturón Volcánico Transmexicano (CVT).
A lo largo de los últimos 500 años el Volcán de Colima ha tenido actividad de tipo explosivo con un número que supera las 30 erupciones entre las que destacan las de 1576, 1606, 1690, 1770, 1806, 1818, 1869, 1903, 1913 y 2004-2005, 2013- 2017, por citar sólo algunas (imagen 2). Adicionalmente, se debe tener en cuenta la actividad efusiva o emisión de lava, todo lo cual nos demuestra que a lo largo de los últimos siglos este volcán ha mantenido su proceso eruptivo, y que la actividad actual es el motivo por el cual se deben seguir realizando estudios sobre su peligrosidad y riesgo al momento de una nueva erupción.
Imagen 2. Explosión Vulcaniana observada el 8 de marzo de 1903.
En la actualidad existen, tanto en los estados de Colima y Jalisco, un número de poblaciones vulnerables ante una posible erupción. Los depósitos de flujos piroclásticos, lluvia de pómez y cenizas y de flujos de lodo o lahares, así como de lluvia ácida podrían afectar en primera instancia a las poblaciones de La Yerbabuena, La Becerrera, Rancho El Jabalí, San Antonio y Rancho la Joya, en el Estado de Colima, además de Juan Barragán, Agostadero, Los Machos, El Borbollón, Durazno, San Marcos, Tonila, Cofradía de Tonila, Causentla, El Fresnal, Atenguillo, Saucillo, El Embudo y El Chayán, en el Estado de Jalisco, y en segundo término a otras poblaciones de ambos estados un poco más alejadas por lluvia de ceniza como son Quesería, Ciudad Guzmán, Tuxpan, la ciudad de Colima, Villa de Álvarez, Comala y Cuauhtémoc, por citar algunas.
Actividad histórica
A lo largo de los últimos 500 años el Volcán de Fuego de Colima ha tenido más de 40 eventos eruptivos de tipo explosivo y efusivo entre las que destacan las de 1576, 1606, 1690, 1818, 1869, 1903, 1913, 1960-61, 1965, 1975-76, 1981-82, 1991, 1998-99, 2001-2003, 2004-2005, 2007-2011, 2013-2017, hasta el 03 de febrero de 2017 que fue la última explosión contemporánea (imagen 3). Adicionalmente, se debe tener en cuenta la actividad de menor grado, todo lo cual nos demuestra que durante los últimos 5 siglos este volcán ha mantenido su proceso eruptivo, por lo cual se deben seguir realizando estudios geológicos y monitoreo geofísico para determinar su peligrosidad y riesgo.
Imagen 3. Explosión Vulcaniana observada desde San Marcos, Jalisco, el 3 de febrero del 2017.
Las manifestaciones evidentes que ha demostrado el Volcán de Colima durante sus períodos de actividad, son las erupciones de material magmático expulsado en diferentes formas (efusiva o explosiva), presentando además otras manifestaciones pre-eruptivas que nos dan la posibilidad de prever una gran erupción. Una de las recientes, la de 1913, produjo un cráter de aproximadamente 500 metros de profundidad que con el paso de los años se fue llenando lentamente con lava y sobrepasó el nivel de los labios del cráter (1961-62), formándose un domo que impedía la salida del material desde el interior. Este proceso de formación de domo en la cima que alimenta a flujos de lava se repitió en los siguientes años hasta 2016. En 1991, un episodio de crecimiento de domo de lava en bloques, generó un colapso parcial del cuerpo del mismo, el domo alimentó a un flujo de lava por el sector SSW además de derrumbes de material incandescente y lahares posteriores. La erupción de carácter efusivo-explosivo (1998-99) y subsiguientes, nos han demostrado que la actividad interna del volcán sigue un patrón de comportamiento de siglos anteriores en los cuales el ciclo eruptivo termina con un cambio en el estilo de actividad, culminando en una erupción de tipo Subpliniana a Pliniana (1818, 1913; Luhr, 2002) con la generación de una columna eruptiva menor a 15 Km sobre la cima, y produciendo lluvia de ceniza en un radio mayor a 100 Km, generando además, flujos piroclásticos por las pendientes hasta en un radio de 12 a 14 Km desde la cima, tal y como ocurrió en 1818 y 1913.
Entre las más recientes explosiones producidas en el Volcán de Colima tenemos las ocurridas en Julio de 1987, la del 21 de julio de 1994, que dejó un cráter en la superficie del domo formado en 1991 con un diámetro de 130 metros por 50 metros de profundidad y produjo una ligera lluvia de ceniza hacia el Oeste. El 10 de febrero de 1999 se presentó un nuevo evento explosivo en la cima del volcán, mismo que fue repetido con menor intensidad los días 18 de febrero y 10 de mayo de 1999. El 17 de julio de 1999 tuvo lugar una nueva y violenta explosión que arrojó una gran cantidad de material incandescente por los costados del volcán y levantó una columna de ceniza superior a los 8 Km. Durante los meses de mayo (días 16, 24 y 30) y junio (días 2 y 5), y hasta finales de septiembre de 2005, ocurrieron alrededor de 17 eventos explosivos de los más importantes registrados por los sistemas de monitoreo volcánico de la Universidad de Colima.
El evento explosivo del día 5 de junio de 2005, a las 14:20 horas (tiempo local) produjo flujos piroclásticos principalmente al Sur y Este del edificio volcánico y levantó una columna de ceniza superior a los 4 kilómetros desde la cima, la cual fue llevada por los vientos al Sur-Sureste del volcán a una velocidad aproximada de 25 Km/hora. Esta explosión por su energía sísmica liberada es considerada como la más importante desde 1913.
La coexistencia de actividad explosiva y efusiva ha permanecido desde 1999 hasta 2017. Desde los primeros desbordamientos de domos en la cima en 1961 hasta 2016 se han formado alrededor de 13 domos, todos ellos alimentaron a flujos de lava en casi todas las pendientes y sus distancias no rebasaron los 4 km de distancia. La explosividad que marcó un cambio en el comportamiento del volcán desde 1999 hasta 2017 ha producido miles de explosiones en su mayoría pequeñas, no mayores a 3 km de altura sobre la cima, las más grandes (2005) no rebasaron los 9 mil metros. El evento eruptivo de Julio de 2015 ha sido el de mayores dimensiones desde 1913, que acompañó a un colapso de domo por empuje en el sector sur de la cima y produjo flujos piroclásticos por las barrancas Playa de Montegrande y San Antonio, con distancias de hasta 10.3 km desde la cima, en un estilo eruptivo hasta hace poco descrito por la ciencia (boiling-over, o desbordamiento (Reyes-Dávila et al., 2016, figura 4) pero ya observado en este volcán posiblemente en 1818 y la segunda fase eruptiva de 1913.
Figura 4. Localización de los depósitos de flujos piroclásticos de los colapsos de domo del 10 y 11 de julio del 2015 en las Barrancas de San Antonio y Montegrande (Tomado de Reyes-Dávila et al., 2016).
En la actualidad existen, tanto en los estados de Colima y Jalisco, un número de poblaciones vulnerables ante una posible erupción volcánica. El depósito de flujos piroclásticos, lluvia de pómez y cenizas, así como flujos de lodo o lahares, podrían afectar en primera instancia a las poblaciones de La Yerbabuena, La Becerrera, Rancho El Jabalí, San Antonio y Rancho la Joya, en el Estado de Colima, además de Juan Barragán, Agostadero, Los Machos, El Borbollón, Durazno, San Marcos, Tonila, Cofradía de Tonila, Causentla, El Fresnal, Atenguillo, Saucillo, El Embudo y El Chayán, en el Estado de Jalisco, y en segundo término a otras poblaciones de ambos estados un poco más alejadas como son Quesería, Ciudad Guzmán, Tuxpan, la ciudad de Colima, Villa de Álvarez, Comala y Cuauhtémoc, por citar algunas.
El monitoreo de la actividad del Volcán de Colima lo lleva a cabo el personal de la Red Sísmica Telemétrica del Estado de Colima (RESCO) y del CUEIV, así como la Facultad de Ciencias de la Universidad de Colima, con estrecha colaboración por los Sistemas Estatales de Protección Civil de Colima y Jalisco, así como del CENAPRED.
Marco Tectónico
La subducción de las placas Cocos y Rivera bajo la Placa Norteamericana desde el Plioceno es responsable de la formación del Cinturón Volcánico Transmexicano (CVT), un arco volcánico continental que cruza la parte central de México a lo largo de aproximadamente 1000 km desde el Golfo de California hasta el Golfo de México y que contiene al menos 11 grandes centros volcánicos que han sido activos desde hace unos 20,000 años (figura 5). El vulcanismo en el CVT está caracterizado por una variedad de edificios volcánicos (estratovolcanes, conos de lava, conos de escoria, maars, calderas y domos), estilos de actividad y composición de sus productos, los cuales son mayormente de carácter calco-alcalino.
El Complejo Volcánico de Colima está localizado en el sector occidental del CVT en el área denominada Bloque de Jalisco, limitado al norte y al este por la triple unión continental de tres zonas de rift caracterizadas por fallas normales y bloques con rotación: el rift o graben Tepic-Zacoalco, el rift de Chapala, y el rift Sayula/norte de Colima; y por el oeste y sur por la trinchera Mesoamericana (figura 5). La pared oeste del graben de Sayula-norte de Colima muestra un relieve neto de 1,700 m con al menos 700 m de plano de falla expuesto y un relleno sedimentario intra-graben de 1000 m (Allan,1986). El bloque de Jalisco está constituido en su mayor parte por el Batolito de Puerto Vallarta (100-75 M.a., Schaaf et al., 1995) el cual ha experimentado una cantidad substancial de levantamiento desde su emplazamiento (Rosas-Elguera et al., 1996).
Figura 5. Marco tectónico del occidente de México, en donde se encuentra el CVC.
La actividad tectónica extensional en estas zonas de rift por al menos 10 ma ha dejado un desplazamiento total de 1.5 a 3.5 km (Allan,1986), la separación del bloque de Jalisco de la Placa Norteamericana (Luhr et al., 1985; Allan, 1986; Allan et al., 1991) y su transferencia hace aproximadamente 14 ma a la placa Pacífico (Luhr et al., 1985; Barrier et al., 1990) posiblemente en un sentido similar al que pasó durante la formación del Golfo de California. No obstante, en el área del graben de Colima, el espesor de la corteza continental es de entre 30 a 46 km, esto no es necesariamente tan delgada como en las regiones adyacentes (Urrutia-Fucugauchi y Molina-Garza, 1992). En el área del bloque Jalisco, la tectónica extensional se encuentra sobreimpuesta a la tectónica compresional causada por la subducción de la Placa Rivera bajo la Placa Norteamericana. Actualmente la región del bloque de Jalisco se localiza al oeste de la zona de interacción de las placas Rivera, Cocos y Norteamericana. La Placa Rivera es convergente en aproximadamente 2.4 cm/año mientras que en la región del bloque de Jalisco, la parte NW de la placa de Cocos es convergente a una tasa de aproximadamente 4.8 cm/año (Pardo y Suárez, 1995).
La compleja tectónica extensional y compresional de los límites norte y oriental del bloque de Jalisco ha sido responsable por algunos de los mayores sismos registrados en la región de la trinchera Mesoamericana. Aunque la sismicidad relacionada a la subducción de la placa Rivera es baja, al menos 6 terremotos con Mw>7.0 han ocurrido desde 1837, incluido el gran terremoto de Jalisco en 1932 de Mw=8.2, el mayor sismo registrado históricamente en México (Eissler y McNally, 1984; Singh et al., 1985; Pardo y Suárez, 1995). Grandes terremotos relacionados a la subducción de la Placa de Cocos en el área del bloque de Jalisco han ocurrido, incluyendo el sismo de Colima de 1973 (Mw=7.5) el cual causó grandes daños en la ciudad costera de Tecomán, Col, y el terremoto de Manzanillo de Octubre 9 de 1995 que causó grandes daños estructurales por efecto de licuefacción además de pérdidas de vidas (Mw= 7.9, y al menos 48 muertes, Ramírez et al., 1995) y el terremoto de Tecomán ocurrido el 21 de enero del 2003 a las 20:06:31 hora local que causó 30 personas fallecidas, más de 400 personas con lesiones graves y cerca de 10,000 viviendas resultaron afectadas (Mw 7.6 (SSN-UNAM) a 60 km al sur-sur-oeste de Colima, Colima, México.) (Servicio Sismológico Nacional, 2003). Deformación en la corteza en el bloque Jalisco ha generado también sismicidad histórica; por ejemplo, el sismo de 1568 Mw= 7 (Suárez et al., 1994).
Traducción del Libro-Guía: The Colima Volcanic Complex. IAVCEI General Assembly. Puerto Vallarta-México. Enero 19-24, 1997. Autores: Komorowski, J.C; Navarro, C., et. al;
Marco Geológico
El Complejo Volcánico de Colima (CVC) consiste en una cadena, orientada de norte a sur, de tres principales centros volcánicos, el más antiguo y erosionado Volcán Cántaro (2,900 m) al norte, el ahora extinto y gran volcán compuesto Nevado de Colima (4,240 m) al sur del Cántaro, y el activo estratovolcán Volcán de Colima (3,860 m) al sur y cercano (~170 km) a la zona de subducción en la Trinchera Mesoamericana. El Nevado de Colima y el Volcán de Colima forman una cadena de norte a sur de volcanes en pareja con el más reciente vulcanismo concentrado hacia el sur como el Iztaccíhuatl y Popocatépetl en la parte central del Cinturón Volcánico Transmexicano (CVT) y el Cofre de Perote y el activo Pico de Orizaba (Citlaltépetl) en el oriente del CVT. Otros pares de estratovolcanes andesíticos con el más activo localizado cerca a la trinchera han sido descritos en Guatemala por (Newhall et al, 1987), en Chile (Francis et al.,1972) y Japón (Nakamura, 1978).
La migración del vulcanismo a lo largo de estas tres cadenas en el CVT ha servido para mantener un bien definido frente volcánico migratorio al sur a través del cuaternario. (Gill 1981) y otros notan que los frentes volcánicos relacionados con arcos de subducción típicamente yacen a aproximadamente 100 km arriba de la zona de Benioff a pesar del ángulo de subducción, implicando que la generación del magma es disparada por una reacción dependiente de la presión a esa profundidad. Por consiguiente, la migración en dirección a la trinchera del vulcanismo en el CVT puede reflejar un ángulo inclinado en la subducción de las placas Rivera o Cocos, sin embargo, no existen evidencias geofísicas que apoyen esta noción.
Las edades K-Ar más válidas de Allan (1984; 1986) indican que el vulcanismo dacítico calco-alcalino asociado con la formación del volcán Cántaro y bocas relacionadas abarcan un período de tiempo desde 1.7 m.a. a 0.6 m.a. Aproximadamente 15 km al sur del Cántaro, el mayor volcán compuesto del área, el Nevado de Colima (300-500 km3) inicia su actividad hace aproximadamente 0.53 Ma (Robin et al., 1987). Varias fases eruptivas formadoras de calderas han sido reconocidas por Robin et al., (1987). Evidencias según Abel Cortes (2015) indican que el Nevado de Colima estuvo activo posiblemente recientemente aproximadamente hace unos 23,000 años. Stoopes y Sheridan (1992) interpretan un voluminoso (22-33 Km3) depósito de avalancha de escombros que ellos fechan por C-14 en aproximadamente 18,500 años y alcanzó la costa del Pacífico originado a partir del colapso lateral del tercer edificio del Nevado (definido en Robin et al., 1984; 1987). Sin embargo, trabajos recientes de Cortes, A., (2015) interpreta como del Paleofuego a dicha avalancha.
El cono menor (cercano a 12 km3) un volcán compuesto y activo, el Volcán de Colima se formó en tiempos del Holoceno tardío en las pendientes septentrionales del edificio mucho mayor del Nevado de Colima. No existen fechamientos K-Ar publicados para las lavas del Volcán de Colima, aunque Robin et al., (1987) habla de una edad intuitiva de 50,000 años o menos. Consiste de al menos dos edificios principales, un antiguo edificio Paleo-Fuego que pudo haber tenido una elevación superior a los 4,100 m antes de que colapsara en los últimos 10,000 años para formar una depresión lateral en forma de herradura, dentro de la cual creció un nuevo cono activo a una altura de 3,860 m con pendientes por arriba de los 36-40°. Luhr y Prestegaard (1988) han establecido la edad de este colapso aproximadamente 4,300 años b.p., pero Robin et al. (1987) dan una edad más antigua de alrededor de 9,700 años. Komorowski et al. (1993; 1994; 1996; 1997) sugieren una edad mucho más joven, 2,500 años para el último evento de colapso del edificio y por lo tanto la edad para el presente cono activo. Además, Komorowski (1997) ha interpretado el actual escarpe vertical de colapso lateral conocido como la pared caldérica del playón como el resultado multifásico de colapsos del edificio volcánico.
Finalmente, conos de escoria y lava alcalina de edad Pleistoceno Tardío son muy comunes en las pendientes bajas alrededor de los volcanes Nevado y Cántaro y en el fondo del graben de Colima cerca de Ciudad Guzmán. Ellos son vinculados a una tectónica más extensional (Luhr y Carmichael, 1981). Un modelado geomorfológico de degradación de conos cineríticos en el área de Colima por Hooper (1995) sugiere una edad de 0.250 m.a. para el más antiguo cono cinerítico en el área.
La alta topografía que rodea al este, sur y suroeste del Volcán de Colima está formada de rocas jurásicas y principalmente de calizas cretácicas plegadas y localmente falladas, además de otras rocas sedimentarias marinas (clásticas y de facies evaporíticas), basaltos de arco Cretácicos, e intrusivos granodioríticos a graníticos de edad cretácica a cuaternaria (Pantoja-Alor y Barraza, 1986; Salazar, 1983; Sloan,1989; Smith,1990; Michaud et al., 1989; Quintero, 1995, Rosas-Elguera et al., 1996). La cuenca de Colima fue rellenada con varios cientos de metros de gravas y sedimentos coluviales de edad plio-pleistoceno y volcaniclastos, incluyendo depósitos primarios de avalancha de escombros volcánicos de edad pleistoceno y holoceno del Complejo Volcánico de Colima. Pozos de exploración petrolera perforados por PEMEX cerca de la ciudad de Colima y Tepames (pozos: Colima-1, Tepames-1, y Jalisco-1) cruzaron a través gruesas secuencias (3.5 km) de unidades carbonatadas y volcánicos antiguos antes de finalizar en una secuencia de lavas andesíticas y tobas, probablemente parte de la Formación Tecalitlán del Cretácico (Grajales-Nishimura y López-Infanzón, 1983).
Petrología y geoquímica
En general, las rocas del Complejo Volcánico de Colima son de andesitas básicas calcoalcalinas a andesitas silíceas con presencia de anfiboles. Una tendencia al decremento en contenido de sílice en las lavas eruptadas de norte a sur ha sido documentada en Colima y es correlacionada con una tendencia al incremento en la tasa de erupción (Luhr y Carmichael, 1990b). Los conos de escoria del graben de Colima son basaltos alcalinos de la familia de las basanitas y minettes (Luhr y Carmichael, 1981). Estos dos tipos de vulcanismo, alcalino y calco-alcalino han ocurrido coetáneamente en la región del graben de Colima por al menos 4.6 m.a. Los primeros productos calcoalcalinos en el graben de Colima fueron eruptados hace 10 m.a. (Allan y Carmichael, 1984).
Los productos volcánicos del Cántaro son andesitas silíceas calcoalcalinas y dacitas con un rango en contenido de SiO2 entre un 58 a un 64 wt % (Luhr y Carmichael, 1990 a). Los productos del Nevado de Colima y del Volcán de Colima son andesitas básicas porfiríticas con presencia de anfíboles a andesitas con un 56 a un 62 wt% de SiO2 (Luhr y Carmichael, 1990 b) con pocas dacitas. Estudios recientes (Luhr 1993) han mostrado que las lavas (estado I) eruptadas antes del último colapso del Volcán de Colima son más ricas en sílice que aquellas eruptadas a partir del colapso (lavas estado II) siguiendo un patrón similar de composición de lava en su evolución con el tiempo para las lavas del Nevado de Colima (Luhr, 1993). Las variaciones en la geoquímica de elementos de tierras raras de estas lavas sugieren un cambio en la relativa contribución de los orígenes magmáticos a los magmas eruptados, con un decrecimiento en la contribución de la placa subducida pero con un incremento en aquellos aportados por la cuña del manto posterior al colapso del edificio (Luhr, 1993). La escoria eruptada en tiempos holocénicos por el Volcán de Fuego concurrentes con las lavas de los estados I y II no obstante son en promedio significativamente más básicas en composición (51-59 wt% SiO2) (Luhr, 1993).
Luhr y Carmichael (1990) y Robin et al., (1991) han propuesto diferentes interpretaciones para la ocurrencia de aparentes ciclos petrológicos para el magma eruptado en tiempos históricos. A pesar de sus últimas interpretaciones en términos de ciclos volcánicos, lo que es importante es que la actividad efusiva de domo y flujo de lava está caracterizada por la emisión de andesitas con un promedio de contenido de SiO2 del 61 wt%, mientras que el magma eruptado en violentas erupciones explosivas tales como 1818, 1890 y 1913 son significativamente más básicas con un 58-59 wt % de SiO2. Además, los productos de estas erupciones explosivas a menudo muestran evidencias petrológicas y petrográficas de mezcla y combinación de magmas (Robin et al., 1991), interpretada como evidencia por una entrada y mezcla inicial de nuevo magma máfico dentro de un cuerpo de magma diferenciado a poca profundidad. Robin et al., (1991) modeló la escoria de 1913 como resultado de la mezcla de una andesita ácida (61.5 wt % SiO2) con una andesita de olivino (ca.56 wt % SiO2) en varias tasas. Para estos autores los largos períodos de producción de domos y flujos de lava pudieran corresponder a diferenciación del nuevo cuerpo de magma finalmente primario a emplazarse como un tapón de magma viscoso en el conducto o como un domo en la cima. La composición de los productos eruptados desde el inicio del último ciclo magmático que inició con la extrusión de domo alrededor de 1930 y continuó con mayores extrusiones de flujos de lava en 1961, 1965, 1975-76, 1981, 1991, 1998-99, y las explosiones de 1987, 1994 y 1999-2017 de los domos han mostrado un decrecimiento en el contenido de SiO2 en un ca 59 wt%, y un decremento en el contenido de agua en el magma (< 2 wt%). Luhr y Carmichael (1990) y Luhr (2006) han interpretado esto como un indicador que una erupción de menor explosividad a 1913 pudiera ser inminente.
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