RADON AND CO2 EMISSIONS IN DIFFERENT GEOLOGICAL ENVIRONMENTS AS A TOOL FOR MONITORING VOLCANIC AND SEISMIC ACTIVITY IN CENTRAL PART OF COLOMBIA

Abstract

RESUMEN

Se realizaron mediciones de emisiones de gas ²²²Rn (radon) y CO₂ en suelo, durante varios años en tres diferentes ambientes geológicos en la parte central de Colombia: Volcán Nevado del Ruiz (VNR), una zona volcánica activa; Eje Cafetero (EC), una zona tectónicamente activa; y el Volcán Cerro Machín (VCM), una zona volcánica que está iniciando un proceso de reactivación. Esto con miras a comparar los niveles de emisión y hacer seguimiento a la actividad sísmica y volcánica. Se instalaron tres redes con un total de 16 estaciones. El VNR mostró los valores más altos de emisión de radón, seguida por el VCM y fnalmente el EC. Se detectaron cambios temporales en radón y CO₂ para el EC y VCM, asociados con actividad sísmica. Aunque el VNR mostró los mayores valores de emisión de radón, presentó estabilidad en su actividad durante el período estudiado, algo que podría indicar un efecto retardado a posteriori en su actividad, lo que implicaría mayor actividad volcánica en un tiempo posterior, dado que el VNR aún se encuentra en un estado activo. El VCM presentó cambios temporales, que podrían estar asociados al incremento paulatino de su actividad.

Se calculó la relación ²²²Rn/CO₂ para varias estaciones. La relación fue similar para las tres zonas, y los cambios temporales en esta relación se asocian a sismicidad en las tres zonas NRV, EC y VCM. Las mediciones periódicas de radón y CO₂ son una buena herramienta para la vigilancia volcánica y sísmica en esta región. Es importante contar con una línea base para entender mejor el fenómeno. Por lo tanto, es necesario continuar con el programa de mediciones regulares en esta región.

Palabras clave: Gas Radón, CO₂, sismicidad, volcán, actividad volcánica, pronóstico.

ABSTRACT

²²²Rn (radon) and CO₂ emissions in soil has been measured during a lapse time of several years in three different geological environments at the central part of Colombia, namely Nevado del Ruiz Volcano (NRV), an active volcanic area, Coffee Axes (CA), an active tectonic zone, and Cerro Machín Volcano (CMV), a zone starting a volcanic reactivation process, in order to compare levels of emissions and to monitoring volcanic and seismic activity. Three networks were deployed, with a total of 16 stations. NRV zone showed the highest values of radon emission, followed by CMV and fnally CA. Temporal changes of radon and CO₂ emissions were detected for CA and CMV, related with seismic activity. Although NRV showed stability during the studied period, in agreement with steady tendency in radon emissions, high levels of radon emission were detected. This could be related with the level of activity of NRV, which is still in an active stage, and probably there is a delay effect on its activity, implying a future increase in its activity. For CMV, some temporal changes were detected too, associated probably with the increase in activity of this volcano. ²²²Rn/CO₂ ratios were calculated for several stations. Ratios were similar for the three zones, and temporal changes in that ratio were associated with seismicity at NRV, AC and CMV. Regular measurements of radon and CO₂ emissions is a good tool for monitoring volcanic and seismic activity in this region. A base line of data is an important initial step to understand the phenomena; therefore, it is necessary to continue with the program of regular measurements in this region.

Key words: Radon gas, CO₂, seismicity, volcano, volcanic activity, prognostic