Dimensiones y morfología del volcán Alcedo
Caldera del volcán Alcedo (29/08/2023, CC BY-SA 4.0 Benjamin Bernard).
El año pasado tuve la suerte de explorar el volcán Alcedo durante una semana dentro de un proyecto de investigación financiado por el Trinity College de Dublín (Irlanda) y la Escuela Politécnica Nacional. Esta experiencia me permitió conocer los diferentes relieves de este gigante y me motivó a saber más sobre él. Para analizar las dimensiones y la morfología de un volcán, resultan muy útiles herramientas como los sistemas de información geográfica. Al igual que en la nota anterior, utilicé como datos de base el polígono del volcán del IG-EPN y el modelo digital de elevaciones (MDE) de la JAXA y los analicé utilizando QGIS. Es importante señalar que sólo consideré la parte emergente? del volcán Alcedo, por lo que este análisis sigue siendo parcial.
Mapa del volcán Alcedo con sus dimensiones (fuente de datos de elevación: JAXA, CC BY-SA 4.0 Benjamin Bernard).
El polígono del volcán Alcedo no es un círculo. Para hallar su diámetro máximo, utilicé la herramienta de procesos "Círculos envolventes mínimos". Con la herramienta "Geodetic measure tool" del complemento "Shape Tools", y medí el eje máximo del polígono que se cruza con el círculo. Así, obtuve el diámetro máximo del volcán de Alcedo que es de algo más de 37 km y que está alargado en dirección noroeste-sureste (N133°). En dirección perpendicular, el volcán mide unos 24 km. El área del polígono se calcula fácilmente con la calculadora de campos, y resulta que Alcedo tiene una superficie emergida de unos 735 km². Como en la nota anterior, la altitud máxima según el MDE es de 1175 m sobre el nivel del mar, ligeramente superior a los datos anteriores (1130 m en Mouginis Mark et al., 1996). La obtención del volumen del volcán es un poco más complicada. Utilicé la herramienta "Estadísticas de zona" y calculé la suma de las alturas de los píxeles del MDE dentro del polígono de Alcedo. Multiplicando la suma por el tamaño de los píxeles del MDE (30,8 × 30,8 m), el volumen emergido del volcán Alcedo es de 262 km³, que también es ligeramente superior a los datos anteriores (200 km³ en Geist et al., 1994).
Mapa de la caldera del volcán Alcedo con sus dimensiones (fuente de datos de elevación: JAXA, CC BY-SA 4.0 Benjamin Bernard).
Para caracterizar la forma del volcán Alcedo es necesario considerar su estructura principal, la caldera. Una caldera es una gran depresión de forma casi cilíndrica que corresponde al hundimiento (asentamiento lento o colapso rápido) del techo del reservorio magmático debido a los movimientos (acumulación y evacuación) del magma en su interior. Para estimar las dimensiones de la caldera, dibujé un polígono siguiendo la cresta topográfica de la caldera (puntos más altos). En la parte noroeste la cresta desaparece debido a la presencia de varios colapsos parciales. Para dibujar este sector utilicé la estructura más externa que encontré, ayudándome con curvas de nivel, pendientes y perfiles topográficos realizados con el complemento “Terrain profile”. En consecuencia, hay cierta subjetividad e incertidumbre en la forma de la caldera en esta zona y una diferencia significativa con trabajos anteriores. Según mi dibujo, la caldera de Alcedo mide 9,3 × 7,2 km (~7 km en McBirney et al., 1985; 7-8 km en Geist et al., 1994; 7,4 × 6,1 km en Munro y Rowland, 1996) y también es alargada en la dirección noroeste-sureste (N128°). Su superficie es de 54 km² (41,6 km² en Munro y Rowland, 1996) y su profundidad máxima (diferencia entre la cumbre y el punto más profundo) es de 391 m. Se observan unas pequeñas depresiones en el fondo de la caldera, lo que da una profundidad máxima de 423 m, pero parecen ser artefactos del MDE, ya que en la imagen de Google Earth no se aprecia estructuras de tipo cráter de hundimiento en esta zona. El valor de la profundidad máxima es muy diferente de los encontrados en la literatura (240 m en McBirney et al., 1985; 270 m en Geist et al., 1994; 260 m en Munro y Rowland, 1996) y no se explica por la diferencia de trazado, sino que puede deberse a la base de datos y a la metodología. Calcular el volumen de la caldera es un poco más complicado. En primer lugar, hay que extraer la altura de los vértices del dibujo de la caldera utilizando el complemento “Point Sampling Tool”. Después realicé una interpolación IDW (ponderación de distancia inversa) entre estos vértices para crear una superficie sin depresión. Calculé la diferencia entre la superficie artificial y el MDE con la calculadora ráster. De esta manera, estimé que la caldera tiene un volumen de 9,8 km³ (7,8 km³ en Munro y Rowland, 1996).
Mapa de pendientes y perfiles topográficos del volcán Alcedo (fuente de datos de elevación: JAXA, CC BY-SA 4.0 Benjamin Bernard). Notar que los perfiles topográficos tienen una exageración vertical de 10 veces.
La morfología del volcán puede describirse en términos de pendientes. Para ello, transformé el MDE en un mapa de pendientes. Elaboré dos perfiles topográficos, uno paralelo y otro perpendicular a la dirección de alargamiento de la caldera, para ilustrar la descripción del mapa de pendientes. Se observan tres zonas principales: 1) el fondo de la caldera con pendientes muy bajas (<1°) a bajas (1-5°); 2) los flancos del volcán con pendientes muy bajas a moderadas (5-15°); 3) los bordes externos e internos de la caldera con pendientes altas (15-30°) a muy altas (>30°). Los quiebres de pendiente entre estas zonas son evidentes en los perfiles topográficos, que también muestran que los flancos suroeste, noroeste y noreste son más inclinados que el flanco sureste. Utilizando la herramienta "Estadísticas de la zona", la pendiente media para todo el volcán es de 5,4°, lo que corresponde bien a la definición de un volcán en escudo. El volcán presenta otras características como conos, fisuras y cráteres, que veremos en la siguiente nota sobre la edad y desarrollo del volcán Alcedo.
Referencias
Geist, D., Howard, K. A., Jellinek, A. M., & Rayder, S. (1994). The volcanic history of Volcán Alcedo, Galápagos Archipelago: A case study of rhyolitic oceanic volcanism. Bulletin of Volcanology, 56(4), 243-260. https://doi.org/10.1007/BF00302078
McBirney, A. R., Cullen, A. B., Geist, D., Vicenzi, E. P., Duncan, R. A., Hall, M. L., & Estrella, M. (1985). The Galapagos volcano Alcedo: A unique ocean caldera. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 26(1), 173-177. https://doi.org/10.1016/0377-0273(85)90052-6
Mouginis-Mark, P. J., Rowland, S. K., & Garbeil, H. (1996). Slopes of Western Galapagos volcanoes from airborne interferometric radar. Geophysical Research Letters, 23(25), 3767-3770. https://doi.org/10.1029/96GL03280
Munro, D. C., & Rowland, S. K. (1996). Caldera morphology in the western Galápagos and implications for volcano eruptive behavior and mechanisms of caldera formation. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 72(1), 85-100. https://doi.org/10.1016/0377-0273(95)00076-3