Tomografía de velocidad de fase usando ruido sísmico ambiental en el volcán Llaima (Chile)

Abstract

Alrededor de 1500 volcanes son clasificados como activos a nivel mundial. De ellos, un promedio de 60 entran en erupción cada año, poniendo en riesgo la vida de más de 800 millones de personas que viven en sus cercanı́as (Brown et al., 2017). La sismologı́a volcánica ha demostrado ser una de las herramientas más eficientes para el estudio y seguimiento de la dinámica volcánica (McNutt, 1999). La investigación en volcanologı́a enfrenta el desafı́o de describir la ubicación y las propiedades de la estructura interna de los sistemas volcánicos, desde las zonas de generación de magmas hasta las bocas de emisión en la superficie. Esta información es vital para entender el comportamiento de los sistemas volcánicos y, consecuentemente, elaborar alertas certeras que minimicen el riesgo de las poblaciones ubicadas en los territorios de potencial afección. El volcán Llaima es un estratovolcán cuya historia eruptiva evidencia el riesgo que el mismo representa para los territorios cercanos ubicados en Chile y Argentina. Una de las estrategias para la minimización de este riesgo es ampliar el conocimiento sobre el sistema volcánico de interés, en particular sobre la configuración geométrica y propiedades de los elementos subsuperficiales que lo constituyen. Para alcanzar este objetivo, en el presente trabajo de Tesis se estudiarán imágenes tomográficas del subsuelo en el volcán Llaima obtenidas mediante interferometrı́a sı́smica (IS) de ruido ambiental, la cual aprovecha el ruido sı́smico generado por fuentes naturales. Mediante la correlación cruzada de registros de ruido entre pares de estaciones, se analizan las velocidades de fase de las ondas superficiales (Rayleigh y Love) del medio comprendido entre dichas estaciones. Estas ve- locidades se utilizan luego para construir las imágenes tomográficas y estimar variaciones de velocidad de onda de corte en profundidad, permitiéndonos realizar interpretaciones acerca de la localización espacial de los posibles reservorios magmáticos. A raı́z de la colaboración entre las universidades de Boise y Carolina del Norte (USA), en conjunto con OVDAS-SERNAGEOMIN (Observatorio Vulcanológico de los Andes del Sur - Servicio Nacional de Geologı́a y Minerı́a de Chile), 39 estaciones de tres componentes banda ancha se encontraban activas en el área del volcán Llaima hacia el año 2015. Para este mismo perı́odo, OVDAS contaba con 8 estaciones permanentes, dedicadas a las actividades de monitoreo rutinarias de este sistema volcánico. Contemporáneamente, el proyecto SAIAS (Sielfeld et al., 2019) habı́a instalado 2 estaciones temporales en una zona muy cercana al cráter del volcán Llaima. En conjunto, las redes instrumentales desplegadas en el área del volcán Llaima entre enero y marzo de 2015 suman unas 49 estaciones de registro. Esta base de datos constituye una oportunidad única para la implementación de nuevas técnicas aplicadas al volcán Llaima.