1.- Volcanes Iztaccíhuatl y Popocatépetl

El Grupo de Investigación lleva 18 años de estudios sobre la evolución de las reservas hídricas sólidas existentes en el Iztaccíhuatl y el Popocatépetl, y sobre los riegos hidrovolcánicos, en relación con el calentamiento global y la actividad eruptiva.

1.1) Localización y características generales.-

Los volcanes Iztaccíhuatl y Popocatépetl son dos estructuras volcánicas que constituyen el sur de la Sierra Nevada, entre las coordenadas 18º 59’ y 19º16’25’’ latitud norte y 98º34’54’’ y 98º42’08’’ longitud oeste, y forma parte del sector central del Cinturón Volcánico Transmexicano. La posición geográfica de este complejo, divide dos de las cuencas más importantes del país, la cuenca de México y la cuenca de Puebla-Tlaxcala. En 1948 esta zona fue clasificada como Área Natural Protegida. En este sentido, el interés por realizar estudios multidisciplinarios, radica en el riesgo latente que representa la actividad eruptiva del Popocatépetl, así como en el proceso de deterioro tan evidente en toda la zona, debido a la presión que ejerce la población para el aprovechamiento de recursos naturales.

Los volcanes están rodeados por una de las conurbaciones más importantes de la Tierra, donde más de 10 millones de habitantes viven a menos de 70 km de ellos. Estos volcanes están incididos por profundas gargantas y cañones, que en múltiples ocasiones han canalizado flujos hidrovolcánicos de enormes proporciones. Por otro lado, las reservas hídricas sólidas retenidas en sus laderas suponen una fuente necesaria para el mantenimiento de esta población.

1.2) Evolución volcánica.-

El complejo Izta-Popo es una cordillera volcánica cuyo origen se remonta al Plio-Cuaternario, constituida principalmente por depósitos andesíticos, dacíticos y riolíticos, alineados preferencialmete de N-S.

IZTACCÍHUATL

El Iztaccíhuatl se originó por varias etapas de construcción y destrucción, de donde proceden una variedad de conos, domos, flujos lávicos, morfologías asociadas y depósitos volcano-sedimentarios, los rasgos más evidentes son las cuatro principales cimas: Cabeza (5.140 msnm), Pecho (5.280 msnm) y Rodillas (5.000 msnm), Pies (4.703 msnm) (Nixon, 1989).

Este volcán es una estructura compleja desde le punto de vista volcánico y geomorfológico, corresponde a la formación geológica que esta constituida por extensos derrames lávicos de andesita basáltica, con intercalaciones de depósitos piroclásticos como tobas y cenizas. Su edad aproximada es de 0,9 a 0,08 millones de años, del Pleistoceno Tardío.

En el extremo S-SE del Iztaccíhuatl se reconocen los materiales más recientes de este complejo, constituidos por derrames lávicos andesítico-dacíticos, que de manera particular se asocian al volcán Amalacaxco (“pies del Izta”), de edad holocena.

Fig.1 Cara sur del volcán Iztaccíhuatl

POPOCATÉPETL

A lo largo de la evolución geológica del volcán Popocatépetl, se han presentado una variedad de estilos eruptivos que van de los más explosivos y paroxismales, hasta los de una intensidad baja, cuyos efectos en el relieve en ocasiones son difíciles de distinguir.

Durante la evolución del Popocatépetl, se han reconocido varios eventos explosivos relativamente violentos, ocurridos entre el Pleistoceno Tardío y el Holoceno, cuyos rasgos sedimentológicos, granulométricos y de distribución areal sugieren que fueron de tipo Pliniano, con alto porcentaje de pómez como elemento juvenil. Los trabajos previos que caracterizan los depósitos de caída y de flujo piroclástico, asociados a por lo menos siete eventos de tipo Pliniano en los últimos 24.000 años B.P. Una de las erupciones mas violentas, corresponde a un evento freático-pliniano de gran magnitud, que ocurrió 17.000 años B.P. La columna piroclástica alcanzó los 30 km de altura y se distribuyó hacia el NW, por lo que los materiales pudieron llegar hasta el territorio que ocupa la Ciudad de México y constituir parte de los componentes litoestratigráficos de la cuenca.

Fig.2 Cara norte del Volcán Popocatépetl

La erupción de tipo Pliniana más reciente del Popocatépetl ocurrió entre los años 675 ± 60 y 1095 ± 155 A.C., y está constituida al menos por tres pulsaciones eruptivas, a las que se asocian otras tres columnas piroclásticas de grandes dimensiones.

Después de una aparente etapa que inactividad volcánica, el Popocatépetl vuelve a presentar evidencias magmáticas con la construcción y destrucción de domos en el interior del cráter entre 1918 y 1938.

El 21 de diciembre de 1994 el volcán Popocatépetl entra en una nueva fase de actividad eruptiva. Hasta el año 2003, el comportamiento del volcán fue similar al que desarrolló durante la década de los años veinte del siglo pasado, consistente en la formación y destrucción consecutiva de varios domos en el interior del cráter. Esta dinámica supuso un aumento de en los índices de explosividad y en la expulsión de piroclastos sobre las laderas volcánicas.

Fig.3 Garganta de Huiloac, por donde se canalizaron los lahares de 1997 y 2001.

1.3) Evolución Glaciar

La estructura del Iztaccíhuatl presenta evidencias de un intenso modelado glacial, tanto erosivo como acumulativo, sobre todo a partir de los 3.400 msnm. En este rango de altitud, se pueden observar relieves asociados al modelado glacial, donde destacan prominentes valles glaciales, circos erosivos, y morrenas, ejemplos de relieves glaciares acumulativos presentes entre los 3.400 y 3.800 m. La génesis de los relieves de tipo glacial se deben en gran medida a los distintos avances de los glaciares: Nexcolango (195 cl kyr BP), Hueyatlaco 1 (16.000 – 14.800 kyr B.P), Hueyatlaco 2 (14.000 – 12.000 k B.P.) Milpulco 1 (10.000 – 9.000 k B.P.), Milpulco 2 (7.400-6.400 k B.P.) y el más reciente, que es Ayoloco (< 1.265 k B.P.).

Fig. 4 Garganta proglaciar de Tenenepanco.

En el caso del Popocatépetl, la mayoría de las formas y depósitos glaciares han sido enmascarados o sepultados en su totalidad, por el continuo aporte de tefras de las erupciones recientes, lo que dificulta seriamente su identificación.

No obstante, hasta antes de su reactivación eruptiva en 1994, se podía observar la existencia de una masa glaciar importante en la vertiente norte del cono principal, glaciar Ventorrillo y Nor-occidental, pero el continuo aporte de material incandescente sobre su superficie durante las fases destructivas del domo, ha reducido su extensión y espesor, de manera que en la actualidad se puede considerar extinto.

1.4) Interés del área para la investigación

El Parque Nacional Izta-Popo padece una serie de problemas ambientales locales como es la preocupante disminución de la cantidad de recursos bióticos, abatimiento encabezado por la acelerada pérdida de bosques y sus consecuencias. Entre éstas se cuentan la disminución y alteración proporcionales de fauna y flora locales, la merma en la captación de agua y en la producción de oxígeno, y muy especialmente la pérdida de un recurso que prácticamente no es renovable (en escalas de tiempo humanas) y por el altísimo costo de recuperación que representa: el suelo.

A escala global también es una zona de interés, ya que con los efectos del calentamiento global, los glaciares que aun se conservan continuarán fundiéndose, reduciendo así el agua almacenada para consumo humano y acelerando procesos geomorfológicos como lahares, avalanchas, caídas de roca (rock fall), etc., situación que pone en grave riesgo el desarrollo de las poblaciones aledañas.

1.5) Experiencia del Grupo de Investigación en el área

A lo largo de 18 años, el Grupo de Investigación de GFAM, en colaboración con la Universidad Nacional Autónoma de México, ha formado un importante equipo de investigación multidisciplinar, que ha trabajado estos temas en la zona Izta-Popo, en relación con análisis geomorfológicos, evolución glaciar, procesos fluvio-volcánicos, dataciones absolutas, modelación de retroceso glaciar, sucesión vegetal y análisis de paisaje. De estos estudios se han elaborado una serie de artículos, ponencias y tesis, tanto de índole nacional como internacional. Los resultados de estos proyectos han sido de basta utilidad para el manejo del Parque Nacional, así como para los planes de prevención y mitigación de riesgos naturales.

      

 Fig. 5 Dra. Pintado en la campaña de liquenometría de 2008 en el volcán Iztaccíhuatl.       

  

Fig. 6 Dr. García Sancho haciendo liquenometría en noviembre de 2008 en el volcán Iztaccíhuatl.        

 

Fig. 7 Equipo de investigación en el trabajo de campo de 2008 en los volcanes de México, en el Paso de Cortes.

1.6) Objetivos actuales de la investigación:

En la actualidad, el Grupo de Investigación de GFAM continúa trabajando en estos dos volcanes, con los siguientes objetivos:

a)  Monitorización del área y volumen de los glaciares.

Fig.8 Frente del glaciar de Ayoloco en el volcán Iztaccíhuatl en 2009.

b)  Delimitación y monitorización del permafrost en estos volcanes.

 

  Fig. 9 Hielo glaciar atrapado por derrubios ydesconectado del glaciar desde 1970 en elvolcán Iztaccíhuatl.  

  

Fig.10  Dr. Kenji perforando en busca de permafrost en el volcán Iztaccíhuatl en 2010.                                       

                                                                                                                                            

c)  Aplicación de técnicas dendrogeomorfológicas para delimitar eventos hidrovolcánicos antiguos.

d)  Aplicación de técnicas liquenométricas para conocer la evolución pasada de los glaciares.

e)  Desarrollo de modelos de simulación numérica de flujos hidrovolcánicos para la prevención de catástrofes.

Fig. 11 Maestro Carlo preparando el cambio anual de termómetros en el volcán Popocatépetl en 2010.

2.- Nuevas investigaciones en otros volcanes Mexicanos.

2.1.- En los últimos años se ha incorporado a la investigación del Grupo de GFAM el volcán Pico de Orizaba, en el extremo oriental del Cinturón Neovolcánico Méxicano, para analizar la evolución de sus glaciares, la existencia de permafrost y su comparación con los volcanes centrales.

   

Fig. 12 Volcán Pico de Orizaba desde el Oeste.  

Fig.13 Equipo de investigación en el trabajo de campo

  de 2008 en los volcanes de México, junto al Pico de Orizaba.

Fig. 14 Doctores José Juan y María  a 5.000 m en el Pico de Orizaba.

2.2.- En este último año, se ha incorporado también el volcán de Fuego de Colima, para desarrollar modelos de simulación numérica de flujos hidrovolcánicos en la prevención de catástrofes.

Fig. 15 Volcán de Colima desde el sur.

Publicaciones del GFAM sobre el tema.-

 

Andrés, N., Palacios, D., Zamorano, J.J. & Tanarro, L.M. (2007) Cambios morfológicos del cráter del volcán Popocatépetl (México): periodo 1982-2003. VII Reunión Nacional de Geomorfología, Morelia, Michoacán, 26-29 de noviembre de 2007.

Andrés, N., Zamorano, J.J,; Sanjosé, J.J., Atkinson, A. & Palacios, D. (2006) Glacier evolution during the last eruptive period of Popocatépetl volcano (Mexico). International Symposium on Earth and Planetary Ice-Volcano Interactions. Reykjavik, Iceland.

Andrés, N., Zamorano, J.J., Sanjosé, J.J., Atkinson, A. & Palacios, D. (2007) Glacier retreat during the recent eruptive period of Popocatépetl volcano (Mexico). Annals of Glaciology, 45: 73-82. DOI: 10.3189/172756407782282598 

Andrés, N., Zamorano, JJ., Sanjosé, J.J., Atkinson, A.  & Palacios, D. (2005) Glacier control and hazard prevention during de last eruptive period of Popocatépetl volcano (Mexico). EGU General Assembly, Viena, Austria.Geophysical Research Abstracts 7-05504. SRef-ID: 1607-7962/gra/EGU05-A-05504  

Bollschweiler, M.,  Stoffel, M.,  Vázquez- Selem, L. & Palacios, D. (2010) Tree-ring reconstruction of past lahar activity at Popocatépetl volcano, Mexico. The Holocene, 20 (2): 1–10 DOI: 10.1177/0959683610350394 

Capra, L., Poblete, M. A. &  Alvarado, R. (2004) The 1997 and 2001 lahars of Popocatépetl volcano (Central México): textural and sedimentological constraints on their origin and hazards. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 131: 351-369. DOI:10.1016/S0377-0273(03)00413-X. 

Franco, O. (2005) Geomorfología del volcán Popocatépetl. Facultad de Filosofía y Letras, Colegio de Geografía. UNAM. Tesis de Licenciatura. 150 pp.

Haddad, B., Pastor, M., Palacios, D. & Muñoz-Salinas, E., (2010) A SPH Depth Integrated Model for Popocatépetl 2001 Lahar (Mexico):  Sensitivity Analysis and Runout Simulation. Engineering Geology, 114: 312-329DOI:10.1016/j.enggeo.2010.05.009. 

Muñoz-Salinas, E., Castillo-Rodríguez, M., Manea, V., Manea, M. & Palacios, D. (2010) On the Geochronological method versus Flow Simulation Software application for lahar risk mapping: a case study of Popocatépetl volcano, Mexico. Geografiska Annaler, 92(3): 311-328. DOI: 10.1111/j.1468-0459.2010.00397.x 

Muñoz-Salinas, E. (2007) Los lahares del Popocatépetl: obtención y tratamiento de la información para la prevención de riesgos. Tesis doctoral. Facultad de Geografía e Historia. Departamento de Análisis Geográfico Regional y Geografía Física. Universidad Complutense de Madrid. España.

Muñoz-Salinas, E., Manea, V.C., Palacios, D. & Castillo-Rodriguez, M. (2007). Estimation of lahar flor velocity on Popocatépetl volcano (México). Geomorphology, 92, 91-99. DOI:10.1016/j.geomorph.2007.02.011 

Palacios, D. (1995) Rockslide processes on the north slope of Popocatépetl volcano. Permafrost and Periglacial Processes, 6(4): 345-359.  DOI: 10.1002/ppp.3430060406 

Palacios, D. (1996) Recent geomorphologic evolution of a glaciovolcanic active stratovolcano: Popocatépetl (Mexico). Geomorphology, 16: 319-335.  DOI: 10.1016/0169-555X(96)00003-7 

Palacios, D., Zamorano, J.J. & Andrés, N. (2007) Permafrost Distribution in Tropical Stratovolcanoes: Popocatépetl and Iztaccíhuatl Volcanoes (Mexico). Geophysical Research Abstracts, vol 9, 05615. SRef-ID: 1607-7962/gra/EGU2007-A-05615 

Palacios, D.; Zamorano, J.J. & Gómez, A. (2001) The impact of present lahars on the geomorphologic evolution of proglacial gorges: Popocatepetl, Mexico. Geomorphology, 37: 15-42. DOI: 10.1016/S0169-555X(00)00061-1 

Sanjosé, J.J., Atkinson, A., Andrés, N., Zamorano, JJ. & Palacios, D. (2005) Utilidad de las técnicas geomáticas para la prevención de catástrofes provocadas por el volcán Popocatépetl (México). Topografía y Cartografía, 130 (XXII):37-46. 

Tanarro, L.M., Andrés, N., Zamorano, J.J., Palacios, D. & Renschler, C.S. (2010) Geomorphologic changes in a fluvial channel after primary lahar deposition: Huiloac Gorge, Popocatépetl volcano (Mexico) Geomorphology, 122: 178-190 DOI:10.1016/j.geomorph.2010.06.013. 

Tanarro, L.M., Andrés, N., Zamorano, J.J. & Palacios, D. (2004) Post-laharic evolution of the proglaical gorge on Popocatépetl volcano (México): control and hazard prevention. Geophysical Research Abstracts, EGU General Assembly, Niza, France.

Tanarro, L.M., Zamorano, J.J. & Palacios, D. (2004) Control de la deglaciación del volcán Popocatépetl (México) por fotogrametría como aplicación de la prevención de lahares. Boletín de la Real Sociedad Española de Historia Natural (Sec.Geol.), 99 (1-4); p. 105-117. 

Tanarro, L.M., Zamorano, J.J. & Palacios, D. (2005) Glacier degradation and lahar formation on the Popocatépetl volcano (Mexico) during the last eruptive period (1994-2003), Zeitschrift Geomorphologie, 140: 73-92. 

Zamorano, J.J. & Gómez, A., (1996) Cartografía geomorfológica a detalle (1:10.000) del cráter del volcán Popocatépelt (Periodo 1989-1996). IV Reunión Nacional de Geomorfología. UNAM, México pp. 66.

Zamorano, J.J., Andrés, N., Sanjosé, J.J., Atkinson, A. & Palacios, D. (2005) Lahar prevention in Popocatepetl volcano (Mexico) during present eruptive periodion. 6th International Conference of Geomorphology. Zaragoza, Spain.

Zamorano, J.J., Gómez, A. & Martín, A.L. (1998) Cartografía geomorfológica del cráter del volcán Popocatépetl (escala 1:10.000); mayo 1989- abril 1998. Primera reunión Nacional de Ciencias de la Tierra. UNAM, México, pp. 24.

Zamorano, J.J., Palacios, D., Franco O. & Alvarado, R. (2003) Geomorphic cartography of Popocatépelt volcano, Mexico. I. A. G. Regional Conference, Mexico 2003, UNAM, México, pp. 27.