Descripción del proyecto
Radiografía con Rayos Cósmicos de Muones: Una nueva técnica para observar el Interior de los Volcanes
Datos
Acrónimo: MUONES (Ref: ProID20100160)
Socios: Fundación Canaria ITER (Proyecto adquirido por AIET tras la fusión por absorción de la Fundación Canaria ITER en noviembre de 2013)
Colaboración: Instituto Tecnológico y de Energías Renovables, Instituto Volcanológico de Canarias, Universidad de Nagoya (Japón), Instituto Nacional de Física Nuclear (sección de Nápoles), Italia, Universidad de Padova, Italia.
Duración: 2011 – Febrero 2013 (36 Meses)
Financiación: Agencia Canaria de Investigación, Innovación y Sociedad de la Información (ACIISI), Gobierno de Canarias
Resumen del proyecto
Este proyecto tiene como principal objetivo la aplicación de la radiografía de rayos cósmicos de muones para conocer la distribución de densidades dentro de un edificio volcánico y su aplicación en el estudio y pronóstico de su comportamiento eruptivo y mecánico en caso de un colapso de uno de sus flancos.
Esta técnica novedosa ha sido utilizada recientemente con éxito en volcanes japoneses para acceder de forma visual a la distribución interna de densidades en volcanes, y por tanto, a su estructura interna. Esta técnica se basa en medir el flujo de muones de origen cósmico y su atenuación al atravesar la roca. Por consiguiente, la radiografía de muones constituye una técnica ideal para obtener información directa sobre la distribución de densidades de cuerpos geológicos como los volcanes. Así mismo, la tomografía de muones permite investigar las variaciones de densidad asociadas a movimientos de fluidos en el interior de los volcanes.
En este proyecto se pretende obtener información directa sobre la distribución de densidades de los sistemas volcánicos del Teide en Tenerife y Cumbre Vieja en La Palma. Tanto Cumbre Vieja como el Teide son dos volcanes activos que despiertan un gran interés en la comunidad científica tanto nacional como internacional y en la sociedad en su conjunto por sus características volcánicas específicas y por los peligros volcánicos asociados a su actividad. Se aplicará la técnica de radiografía de muones conjuntamente con un estudio geoquímico de gases y volátiles en el ambiente superficial de los dos sistemas volcánicos seleccionados.
Ámbito geográfico
Islas Canarias
OBJETIVOS
Aplicación de la radiografía de rayos cósmicos de muones en los sistemas volcánicos Cumbre Vieja y Teide con la finalidad de investigar la estructura interna de estos volcanes con una gran resolución espacial y su relación con las características volcánico-estructurales. Los resultados obtenidos nos permitirán avanzar en el conocimiento de las características estructurales internas de estos edificios volcánicos y su relación con los procesos de deslizamientos gravitacionales en islas volcánicas.
Estudio de la distribución espacial y elaboración de mapas de flujo difuso de dióxido de carbono (CO2 y H2S) en los sistemas volcánicos Cumbre Vieja y Teide. Estos mapas nos permitirán evaluar la relación existente entre las características volcánico-estructurales con el proceso de desgasificación difusa y sus mecanismos de transporte, además de comparar los valores obtenidos con los ya medidos con anterioridad.
Estimar los niveles de emisión difusa total de dióxido de carbono a la atmósfera por los sistemas volcánicos Cumbre Vieja y Teide. Los cambios significativos de esta tasa de emisión (comparados con los obtenidos en campañas anteriores) así como de la localización de los valores anómalos, pueden estar relacionados con cambios en la actividad volcánica.
ACTIVIDADES
1 – Instalación de detectores de muones pasivos en el edificio de la estación sumital de Teleferico Pico Teide.
2 – Instalación de un sistema de detección de muones en Cumbre Vieja, La Palma.
3 – Estudios de desgasificación difusa de gases y volátiles y de temperatura a través del ambiente superficial
RESULTADOS
En este innovador proyecto, AIET ha aplicado por primera en Canarias la radiografía de muones para obtener información directa sobre la distribución de densidades con una resolución espacial imposible de alcanzar con métodos geofísicos convencionales de los sistemas volcánicos del Teide en Tenerife y Cumbre Vieja en La Palma. Esta técnica ha sido aplicada conjuntamente con un estudio geoquímico de gases y volátiles en el ambiente superficial de los dos sistemas volcánicos seleccionados.
En cuanto a la instalación de detectores de muones pasivos en el edificio de la estación sumital de Teleferico Pico Teide, se desarrolló un código de simulación tipo Monte Carlo a fin de estimar la tasa de transmisión de muones para las distintas rutas en esta estructura volcánica y por lo tanto la sensibilidad de detección. Una vez logrado esto, se decidió la ubicación más idónea de los detectores. La instalación de detectores de muones pasivos para el estudio de densidades del cono sumital del Teide se realizó en Octubre de 2012 en el edificio de la estación sumital de TELEFERICO Pico Teide. El sistema de detección consistió en la colocación de aproximadamente 1 m2 de superficie de detección a lo largo de la pared trasera del edificio del TELEFÉRICO del Teide y orientado hacia el cono sumital.
La instalación del sistema de detección de muones en Cumbre Vieja, La Palma se llevó a cabo de la misma forma que para el Teide, desarrollando en primer lugar un código de simulación tipo Monte Carlo para seleccionar la ubicación más idónea de los detectores. El sistema de detección se instaló en Enero de 2014 en el extremo sur de la falla de la erupción generada tras la erupción del volcán San Juan de Cumbre Vieja en 1949, en dirección perpendicular a ésta y estuvo instalado por un periodo de cinco meses, siendo retirado en Mayo de 2014 para proceder al análisis de las láminas de emulsión en los laboratorios del Instituto de Física Nuclear de Italia.
Además, se realizaron estudios de desgasificación difusa de gases y volátiles y de temperatura a través del ambiente superficial tanto en el Teide como en Cumbre Vieja, durante los cuatro años de duración del proyecto.
