Distribución espacial del valor b debajo del volcán Popocatépetl y su relación con la estructura de la cámara magmática.

Abstract

Desde 1994, el volcán Popocatépetl reinició su actividad presentando una tasa de sismicidad alta, la cual se ha dispersado en dos zonas de manera evidente. La primera de estas zonas, llamadas enjambres, se ubica debajo del cráter en un radio horizontal de aproximadamente 2 km, el segundo enjambre se observa hacia el sureste del volcán. Esta dispersión, concentrada en dos volúmenes, ha llamado mucho la atención de diferentes investigadores y se ha pensado que podría deberse a la formación de una segunda cámara magmática o que está asociada a una zona de rift. Diferentes estudios han sacado a la luz información que se podría relacionar directamente con la cámara magmática del Popocatépetl: En 2001, Cruz-Atienza et al. presentaron un trabajo en donde revelan que existe una zona de baja velocidad y una relación de Poisson alta aproximadamente a 8 km por debajo del cráter lo cual podría tener relación con la cámara magmática. También, en 2005, Schaaf et al. sugirieron la existencia de un reserva magmática a profundidades entre 7 y 8 km basados en evidencia geoquímica. En este trabajo se analiza la distribución frecuencia-magnitud de los sismos vulcano-tectónicos debajo del volcán Popocatépetl como una función espacial. Se realizó una revisión y el análisis correspondiente al catálogo sísmico para evitar ruido introducido por posibles eventos LP o explosiones y se trabajó con la localización de los hipocentros de los eventos recientes (2013) utilizando el programa SEISAN con la intención de comprender el origen de su incertidumbre y así disminuir la incertidumbre del catálogo sísmico. Se hace uso del programa ZMAP (Wiemer, 2001) para llevar a cabo el cálculo tanto del valor b por el método de máxima verosimilitud como de la magnitud de completitud, y para mapear los cambios espaciales del valor b en mapas, perfiles y en pseudo-3D (perfiles 3D), con la intención de determinar con mayor precisión la ubicación y geometría de la cámara magmática y poder ofrecer una explicación sustentada al patrón de la sismicidad observada en el volcán. Para ello se utiliza el método de Wiemer (1996), en el cual el volumen bajo estudio se divide en celdas y se analiza la sismicidad asociada a cada uno de los nodos de la malla. Se detectaron 3 anomalías principales debajo del volcán. La primera se ubica al NNW del cráter y tiene un volumen máximo aproximado de 15 km3, la cual se piensa que podría estar asociada a de diques interconectados o a una zona de alto fracturamiento (alta heterogeneidad) debido a gradientes de temperatura y presión altos ocasionados por la cercanía de un cuerpo magmático. La segunda se ubicó debajo y ligeramente hacia el SE del cráter a una profundidad de 2-5 km lo cual se piensa que podría estar asociado a los conductos de salida de magma. La tercera anomalía se ubicó a una profundidad de 6-10 km debajo de la zona sureste y representa un volumen de aproximadamente 40 km3. Esta última anomalía presenta la misma geometría y profundidades que otros cuerpos detectados en otros volcanes del mundo como el Monte Santa Helena (Wiemer y McNutt, 1997), el Monte Etna (Murru et al., 1999) y el volcán Pinatubo (Sánchez, J.J. et al., 2004), los cuales se asociaron a cámaras magmáticas activas. A diferencia de un estudio llevado a cabo en el volcán Kilauea (Wyss et al., 2001), el Popocatépetl no muestra zonas de valores b altos interconectadas a la misma profundidad, por lo cual es posible que el patrón de la sismicidad no esté asociado a una zona se rift, sino que se observa un sistema magmático complejo el cual podría estar alimentado por dos cámaras magmáticas o bien un sistema de diques y reservas magmáticas someras alimentadas por un cuerpo magmático más profundo.