El estudio de los campos magnéticos y eléctricos y sus variaciones temporales en los entornos volcánicos proporciona información muy importante acerca de su estructura y su estado de actividad. En este contexto, la Unidad de Vigilancia Volcánica del IGN desarrolla varias líneas de investigación: análisis y seguimiento del campo geomagnético (Geomagnetismo); campañas de prospección geoeléctrica (Geoeléctrica); y estudios paleomagnéticos (Paleomagnetismo).
Geomagnetismo
Una de las técnicas utilizadas para detectar variaciones en el estado y la actividad de los sistemas volcánicos es la medida del campo magnético terrestre (campo geomagnético). Para ello, se deben emplear varios magnetómetros permanentes de medida continua situados en y alrededor del sistema volcánico. Estas medidas deben contrastarse con los valores del campo geomagnético medidos en una estación más alejada del sistema, que sirve de referencia. En las áreas volcánicas, diversos fenómenos físicos pueden hacer variar el campo magnético a escala local: variaciones en el estado de esfuerzos de los materiales de la corteza, que pueden ser causadas tectónicamente o por la intrusión de nuevos cuerpos magmáticos en el sistema; emplazamiento y enfriamiento de cuerpos magmáticos, que adquieren una imanación remanente o inducida que afecta al campo magnético local; modificación del flujo térmico y del sistema hidrotermal, que hace variar las anomalías eléctricas del sistema, afectando a los valores de campo magnético; etc. Todos estos fenómenos pueden proporcionar información muy importante para determinar el estado del sistema y por tanto para la vigilancia volcánica.
La construcción de la red de vigilancia volcánica en la isla de Tenerife incluye el emplazamiento de varios magnetómetros fluxgate triaxiales de medida continua. Su situación (ver “Descripción de la red”) permite la observación del campo geomagnético en toda la isla, con especial atención al complejo volcánico Teide-Pico Viejo. Como estación de referencia, se dispone del Observatorio Geomagnético de Güimar (en Güimar, costa nororiental de Tenerife), operativo desde 1993 y que en su día sustituyó al Observatorio Geomagnético de Las Mesas (operativo entre 1961 y 1992).
Geoeléctrica
Las diferentes técnicas de prospección geoeléctrica permiten el estudio de la estructura del subsuelo. En el caso de las áreas volcánicas, este tipo de información resulta indispensable para la correcta caracterización estructural de los edificios volcánicos y de su situación de estabilidad o inestabilidad, así como para el estudio de los sistemas hidrotermales asociados al flujo de calor que emana desde el interior de los sistemas volcánicos. Estos objetivos requieren la realización de campañas sistemáticas de prospección geoeléctrica sobre el terreno, con la densidad suficiente como para resolver las estructuras volcánicas. Además, para la correcta interpretación de los datos, es necesario complementar este tipo de medidas con otras, como la temperatura del suelo, el flujo y la concentración de gases volcánicos (p. ej. CO2) en superficie, datos litológicos y físicos procedentes de sondeos o medidas de la estructura y nivel de las capas freáticas.
Desde el punto de vista de la vigilancia volcánica, una repetición sistemática de las campañas geoeléctricas puede permitir la detección de cambios en los parámetros que definen la estructura volcánica, así como cambios en el comportamiento o la extensión de los sistemas hidrotermales asociados. Estos cambios pueden deberse a reajustes en la situación de estabilidad/inestabilidad de los edificios volcánicos o a la reactivación o intensificación de los sistemas magmáticos. Ambos casos son de gran importancia para la vigilancia volcánica y la estimación de los peligros asociados.
La Unidad de Vigilancia Volcánica del Instituto Geográfico Nacional realiza campañas de medida del Potencial Espontáneo (SP, Self-Potential). Esta técnica geoeléctrica consiste en la medida del potencial o voltaje eléctrico natural en la superficie del terreno. La aparición de anomalías eléctricas en superficie puede deberse a distintos fenómenos físicos: la existencia de menas metálicas en el subsuelo (efecto electroquímico); la existencia de anomalías térmicas (efecto termoeléctrico); o la circulación de fluidos, como agua cargada de minerales disueltos, a través de los poros y fisuras del terreno (efecto electrocinético). En el caso de las áreas volcánicas, se comprueba que los mecanismos más importantes son los dos últimos, en especial la circulación de fluidos en el medio poroso. Así, la medida del potencial espontáneo, complementada con medidas de temperatura y CO2, permite la caracterización de los sistemas hidrotermales volcánicos. Esta caracterización tiene gran importancia para comprender tanto el estado de actividad del volcán, como la extensión de los materiales afectados por alteración hidrotermal, con las consiguientes implicaciones estructurales y de estabilidad del edificio volcánico.
En este sentido, las campañas que realiza el IGN pretenden la cartografía de las anomalías eléctricas. Como ejemplo, las Figuras 1 y 2 muestran el diseño y algunos resultados de la campaña de la zona central de Tenerife, incluyendo el complejo Teide-Pico Viejo y el interior de la caldera de las Cañadas.
Figura 1. Centro de Tenerife. En rojo, las líneas de medida de potencial espontáneo que realiza el IGN. En azul, la red viaria de Tenerife.
Figura 2. Uno de los perfiles de potencial espontáneo medidos en septiembre de 2007, desde la ladera del Teide hasta el suelo de Las Cañadas pasando por Montaña Blanca.
Esta cartografía permite conocer la extensión del sistema hidrotermal del complejo volcánico y obtener importante información estructural. Además, conduce a la identificación de las zonas con anomalías más sensibles, que pueden ser usadas como indicadores del estado de actividad volcánica, bien mediante reobservaciones periódicas, bien mediante instalación de líneas de medida continua de SP.
Paleomagnetismo
El Paleomagnetismo consiste en el estudio de la imanación fósil presente en las rocas, imanación causada por la interacción del campo geomagnético existente en diversos momentos de la historia de la roca con los minerales ferromagnéticos incluidos en ella. El estudio paleomagnético de las rocas volcánicas permite obtener distintos tipos de información, por ejemplo:
- Permite, conocidas las edades de las rocas y su historia, comprender cómo ha variado el campo magnético terrestre a lo largo del tiempo. Y a la inversa, conocido cómo ha variado el campo geomagnético, permite la datación de las rocas.
- Proporciona información acerca de la historia de la roca, así como sobre parámetros tales como la temperatura de emplazamiento (por ejemplo en depósitos de flujos piroclásticos), direcciones de flujo (en flujos piroclásticos y diques intrusivos), etc.
La Unidad de Vigilancia Volcánica lleva a cabo diversos estudios de paleomagnetismo. El muestreo y estudio de la imanación remanente de las coladas volcánicas recientes (últimos miles de años), complementado con datos geocronológicos acerca de las edades de las coladas, permite conocer cómo ha variado el campo geomagnético en las islas Canarias, a escala regional, en los últimos miles de años (variación paleosecular del campo). Con este conocimiento, el estudio paleomagnético de coladas sin datar y la comparación de su imanación remanente con la curva de variación paleosecular del campo geomagnético permite su datación. Se trata, por tanto, de la aplicación del paleomagnetismo como herramienta de datación para los últimos miles de años en Canarias. En conjunto, los estudios de datación de los distintos eventos volcánicos permiten conocer con detalle la historia volcánica reciente del archipiélago, así como la historia eruptiva de los distintos edificios volcánicos. Este es un punto fundamental a la hora de estimar la peligrosidad volcánica y los riesgos asociados.
Otro punto en el que el IGN trabaja es el estudio paleomagnético de depósitos de flujos piroclásticos en Tenerife. Con ello se consigue la caracterización de distintos parámetros físicos de los flujos, principalmente las temperaturas de emplazamiento y su dependencia con el contenido en fragmentos líticos, y las direcciones de flujo y su interacción con los accidentes del relieve. El conocimiento de este tipo de parámetros es importante para la modelización del comportamiento de los flujos piroclásticos, que constituyen uno de los mayores peligros volcánicos potenciales. Una buena modelización de este fenómeno es necesaria para la estimación de los riesgos asociados.
