Geofisica Colombiana N° 6 pp. 17-23 diciembre de 2002 Bogota, D.C. ISSN - 0121 - 2974 Cambios temporales del valor de b: ,Posibles correlaciones con la actividad hidrotermal del volcan Tungurahua? C. INDIRA MOLINA P., MARIO C. RUIZ Instituto Geofisico - Escuela Po l it e c n ic a Nacional - Quito-Ecuador. Mail: cimp@tera.com.co RESUMEN EI volcan Tungurahua, localizado en la Cordillera Real del Ecuador, se encuentra desde septiembre de 1999 en estado erupti- vo. Mediante el rnetodo de maxima verosimilitud con ventanas de 100 eventos sobrelapadas el 50%, se calcul6 el valor de b para eventos volcano-tectonicos, y se encontraron cinco picos maxim os: de septiembre a octubre de 1995: b = 1.295 (c = 0.081); de junio a diciembre de 1996: b = 1.399 (o = 0.084); de enero a febrero de 1999: b = 1.370 (c = 0.083); de marzo a mayo de 1999: b = 1.427 (o = 0.084), y de junio ajulio de 1999: b = 2.120 (c = 0.104). Parece que los picos de b se encuentran antecedidos por sallos en la curva de energia trem6rica, 10 cual sugiere una posible correlaci6n. Durante el perfodo estudiado, la evoluci6n espectral del tremor volcanico muestra que existen tres grupos predominantes de frecuencias: (I) alrededor de 0.5 Hz, (2) alrededor de 2 Hz y (3) alrededor de 5 Hz. EI grupo (2) es mas comun en el tiempo y presento una buena correlacion con las precipitaciones. En cambio, los grupos (I) y (3) aparecen antes del primer pico de b en 1999. Por tanto, el incremento del valor de b en aquella epoca podria ser indicativo de un mayor tlujo de calor, 10 cual fue evi- denciado en una actividad fumarolica mayor y en el inicio de la actividad eruptiva del volcan, PALABRAS CLAVE: VOLCANES, VALOR DE B, TREMOR, FRECUENCIA, Ef'lERGiA, Y SISTEMA HIOROTERMAL ABSTRACT Tungurahua Volcano, located in the Cordillera Real of Ecuador, has been in mild eruptive activity from September 1999 to the present. Using the maximum verosimilitude method with windows of I 00 events overlapped by 50%, the b-value was calcula- ted for the volcano-tectonic events. Five peaks of maximum b values were recognized: from September to October/1995 b = 1.295 (c = 0.081), from June to Decemberl1996 b = 1.399 (c = 0.084), from January to February/1999 b = 1.370 (c = 0.083), .... from March to Mayl1999 b = 1.427 (c = 0.084), and from June to Julyl1999 b = 2.120 (o = 0.1 04). It appears that peaks ofb at Tungurahua are preceded by jumps in the tremoric energy curve: suggesting a possible correlation. During the same study period, the spectral evolution in the volcanic tremor shows that three predominate groups of fre- quencies exist: (I) around 0.5 Hz, (2) around 2 Hz y (3) around 5 Hz. Group (2) was most common during the time period and presented a good correlation with the precipitation regime. In contrast, groups (I) and (3) appear before the occurrence ofthe first peak of bin 1999. Therefore, the increase in the b value recorded in that epoch could be indicative ofa larger heat flow, a situation which was evidenced through greater fumarolic activity and the beginning of eruptive activity in the volcano. KEY WORDS: VOLCANOES, B-VALUE, TREMOR, FREOUENCY, ENERGY AND HYDROTHERMAL SYSTEM log., N (M)=a- bM (I) tante que depende del periodo tomado y b es la pendiente de la relaci6n denominada valor de b. Mogi (1962) y Vinogradov (1959,1962) estudiaron experimen- talmente la relaci6n frecuencia-magnitud de los eventos de micro- fractura en roea. Un resultado sorprendente fue que esta relaci6n es igual a la dada por la relaci6n de Gutenberg y Richter en la ecua- ci6n (I). En esta relaci6n, el valor de b es la pendiente de la recta de mejor ajuste entre ellogaritmo del numero de eventos observados a una magnitud dada, y la magnitud. Este valor es inversamente pro- INTRODUCCION Ishimoto elida (1939)? Gutenberg y Richter (1944, 1(49) propusie- ron la relaci6n empirica entre la frecuencia de ocurrencia y la mag- nitud de los sismos en una ecuaci6n logaritmica de la forma: Donde M es magnitud, N(m) es el nurnero de sismos de magnitud > M que ocurren en una regi6n durante cierto periodo; a es una cons- GEOFislCA CDLOMBIANA, 6. DICIEMBRE DE 20021 17 MOLINA P. ET AL. porcional a la magnitud media, por 10 que diferencias en el valor de b retlejan diferentes tamafios de grietas promedio que generan sis- mos (Power et al., 1998). ALGUNOS VALORES DE b REPORTADOS EN EL MUNDO Los valores de b generalmente estill cercanos a I en muchos luga- res de la corteza terrestre (Fronlich y Davis, 1994). Sin embargo, en varias regiones volcanicas, el valor de b suele ser mucho mas alto, algunas veces muy cercano a 2. Particularmente para sismos volca- no-tectonicos tipo A, el valor de b es alrededor de 1.5. Mediante el estudio experimental en muestras de roca sometidas a cargas mecanicas, se ha1l6 que 10 val ores de b son normalmente cercanos a I (Mogi, 1962, Scholz, 1968). Por otra parte, en pruebas de laboratorio consistentes en aplicar amplios gradientes termicos sobre muestras de roca no confinadas, se encontr6 que los valores de b variaron entre I y 3 (Warren y Latham, 1970). Para enjambres sismicos, el valor de b suele ser bien distinto de 1 y pueden alcanzar valores altos, cerca de 2.5 (Mogi, 1962). Scholz (1968) encuentra que, para enjambres sismicos, el valor de b suele ser bien distinto de I y puede alcanzar valores altos (cercanos a 2.5). Esto se debe a que, en este tipo de fen6meno, no existe un sismo prin- cipal identificable al cual se encuentre asociada la secuencia de repli- cas y, por el contrario, el conjunto esta formado por una serie de eventos de tamaiio semejante. En el volcan Off-Ito se encontr6 que las regiones que presenta- ban los valores mas altos de b retlejaban zonas muy fracturadas al- rededor de las carnaras magmaticas, mientras que los val ores de b "norm ales" (es decir menores que I) se encontraron en areas cir- cundantes (Wyss, et al., 1997). En la caldera de Long Valley, los valores de b variaron entre 0.6 y 2. Los valores mas altos se registra- ron cerca del domo resurgente (Wiemer, et al., 1998). En el volcan Soufriere Hills, el valor de b vari6 entre 0.5 y 1.5; dichos valores tan altos fueron explicados como el resultado de un incremento en la heterogeneidad, la temperatura y las condiciones de esfuerzo en el medio, mientras que los val ores mas bajos de b estan dados proba- blemente por un medio menos fracturado y con menos alteraci6n termica. Igualmente, las areas que presentan rocas mas competen- tes podrian soportar sismos mas grandes, 10 cualse retleja en valo- res de b mas bajos (Power et al., 1998). FACTORES QUE INFLUYEN EN EL VALOR DE b Entre los factores que pueden alterar el valor de b se encuentra el cambio en la heterogeneidad del material, es decir, que el valor de b aumenta proporcionalmente con la heterogeneidad y densidad de grietas en la roca. Ademas, un esfuerzo no uniforme tam bien da lu- gar a val ores mas altos de b (Mogi, 1962). Un incremento en el es- fuerzo de cizalla aplicado (Scholz, 1968; Urbancic et al, 1992) 0 un incremento en el esfuerzo efectivo disminuye el valor de b. Warren y Latham (1970) sugirieron que el fracturamiento producido por es- 18 fuerzo termico da como resultado valores de b muy altos y una gran proporci6n de eventos pequeiios. DATOS Como bien se sabe, un catalogo contiene informaci6n de periodos irregulares de observaci6n; en consecuencia se presentan desvia- ciones importantes en la zona lineal de la regresi6n Guten- berg-Richter (Weichert, 1980; Bender, 1983). Para minimizar el valor de b se calcula mediante datos obtenidos de la base de datos a partir del sistema anal6gico, ya que los registros digitales son in- completos porque los eventos muy pequeiios (probablemente de magnitudes menores de 1.7) no se graban por las condiciones de de- tecci6n del sistema de adquisici6n. Asi, el valor de b fue calculado con 2153 eventos clasificados como volcano-tect6nicos. Las mag- nitudes fueron determinadas por medidas de codas de los eventos en la estaci6n de Mson (3.2 km de distancia desde el crater), usando la expresi6n: (2) Donde a, ~y 8 son constantes determinadas por consideraci6n de va- rios sismos referencia de magnitudes conocidas (Lee et al., 1972, en- contraron a = -0.87, ~ = 2 y 8 = 0.0035); t es la duraci6n del evento en una estaci6n y L1es la distancia focal del sismo a la estaci6n. METODO Y RESULTADOS Existen dos metodos para calcular las constantes a y b de la ecua- ci6n (I): minimos cuadrados y maxima verosimilitud (Mogi, 1962; Aki, 1965; Utzu, 1974; Weichert, 1980). Mediante el metodo de minimos cuadrados se calcul6 la recta de mejor ajuste a partir de la dispersi6n de datos que resulta de graficar Log(N) vs. M, cuya pen- diente b seria el valor de b y la intersecci6n con el eje M, la constan- te a 0 magnitud maxima esperada (rnmaJ. Asimismo, el valor de b se calcul6 mediante el metodo de maxima verosimilitud que, a su vez, utiliza el rnetodo iterativo de Newton-Raphson (Press, 1986) que tiene en euenta la magnitud media regional esperada E(rn) deserita por Bender (1983) y el valor de b ealeulado por Aki (1965). AI eal- eular b para todo el catalogo, se tomaron dos valores supuestos de magnitud de minima homogeneidad (rna); los resultados muestran una difereneia muy pequefia para el mismo metodo (figura 1). Si!1 embargo, los valores de b ealculados muestran, de un metodo a otro, una difereneia del 48% para rna = 1.65 Y del 62% para rna = 1.75. En la figura I, se puede observar que,. sobre una magnitud de 3.4, la relaei6n de Gutenberg-Richter no es lineal, 10 eual puede de- berse a un catalogo ineompleto 0 a que esta ley no es totalmente aplicable en ambientes volcanicos, EI metodo de maxima verosimilitud es una tecnica de mayor so- lidez que la de minimos euadrados y se aeerea mas al valor real de b cuando el numero de sismos grandes es variable (Sha y Bolt, 1982). EI metodo de minimos euadrados ajusta los val ores a una recta en GEOFislCA COLOMBIANA, 6, DICIEMBRE DE 2002 CAMBIOS TEMPORALES DEL VALOR DE b: iPOSIBLES CORRELACIONES CON LA ACTIVIDAD HIDROTERMAL DEL VOLcAN TUNGURAHUA! 40 -,-------------------------, 2.5 • 3.5 jmoTS I •••• +,+ ••• -I•• ... ..-~-_. •30 • • • • • 1.5 • • 1.0 Metoda de minimos cuadrados mCF165 b=1.59+/- 0078 mo=1.75 b=1.63+/- o,mu 0.5 Metodo de maxima verosimilitud mo=165 b-Ll l +/- 0016 mo=j.75 b=I.Ol +1- 0,015 0.0 -F==~~~~~~~~---+--_+--_+_-- ......---4 o 0.5 15 2 25 MAGNITUD (Md 3.5 Figura 1. Distribucion de Gutenberg-Richter para eventos volcano-tectonicos. Obser- vese que se tomaron dos valores de mn, con sus correspondientes valores de b obtenidos mediante los dos metodos. funcion de la densidad de datos que existan en determinada zona (Press et al, 1987), mientras que el metodo de maxima verosimilitud ajusta la recta al valor medio de los datos sobre la magnitud minima de homogeneidad, incluida la maxima magnitud observada (Wei- chert, 1980; Press et al, 1987) 10que a su vez normaliza el aporte que hacen los sismos de diferente magnitudes. Estas diferencias perm i- ten explicar que eI valor de b que reflejaria mejor el estado de esfuer- zos en el volcan Tungurahua es eI hallado mediante el metodo de maxima verosimilitud con una rna de 1.65. Se escoge esta rna porque la diferencia en los resultados de b, en ambos metodos, es mucho mas pequefia que la obtenida con una rna de 1.75. VARIACION TEMPORAL DE b Para calcular el valor de b en el tiempo, se tomaron ventanas de 100 eventos sobrelapadas eI 50% de manera consecutiva. EI promedio de las desviaciones estandar del calculo de b en las diferentes epocas por el metodo de minimos cuadrados es 0.121, mientras que por maxima verosimilitud es 0.075, por 10cual se toma este metodo como el que mas se ajusta a los datos. Asi, para calcular las ventanas temporales de b se tuvo en cuenta una rna de 1.65 y una rnmin: de 3.8. De esta manera se obtuvieron 5 picos y 3 valles importantes en la "curva" temporal de b (figura 2). Los cinco picos maxirnos importantes ocurrieron de sep- tiembre a octubre de 1995: b = 1.295 (a= 0.081); dejunio a diciembre de 1996: b = 1.399 (a = 0.084); de enero a febrero de 1999; b = 1.370 (a = 0.083); de marzo a mayo de 1999 b = 1.427 (a = 0.084), Ydeju- nio a julio de 1999: b = 2.120 (a = 0.104). Los 3 valles fueron obser- vados de enero a diciembre de 1994: b = 0.571 (a = 0.04), de diciembre de 1995 a junio de 1996: b = 0.833 (a = 0.061) y de no- viembre de 1997 a agosto de 1998: b = 0.686 (a = 0.05) .• GEOFislCA COLOMBIANA. 6. OICIEMBRE DE 2002 2.25 400 1.75 s-- 2 j 4 1 7\ ,ztN.... 1'\ /~ :t- 1¥ \~ / / ~ c j - ..... """-~~_...A "~~ fr '0 350 300 I., 250 1.25 200 ISO 0.75 100 0.' 0.25 1994 1995 ]9% 1997 1998 1999 Fecha Figura 2. Variac ion temporal de b. Con nurneros de I a 5 se sefialan los picos maxi- mos mas importantes: septiernbre a octubre de 1995: b = 1.295 (= 0.081); de junio a diciembre de 1996: b ~ 1.399 ( ~ 0.084); de enero a febrero de 1999: b = 1.370 ( = 0.083); de marzo a mayo de 1999: b ~ 1.427 (~0.084); Y de junio a julio de 1999: b = 2. J 20 (= 0.104). Con letras de A a C se sefialan picos minimos mas irnportantes: de enero a diciembre de 1994: b = 0.571 (= 0.04); de diciembre de 1995 ajunio de 1996: b= 0.833 (= 0.061) Y de noviembre de 1997 a agosto de 1998: b = 0.686 (= 0.05)(ob- servado en la estacion de Mson), Entre las variables que podrianinf1uir en el calculo de b, se en- cuentran directamente relacionadas el calculo de la magnitud para cada evento y el numero de eventos de determinada magnitud. Al indagar que variables influian en dicho calculo, se observo que la diferencia entre los tiempos de arribo de las ondas S y P ("S-P") ju- gaba un papel bien importante, de manera que un fuerte aumento en dicho parametro, en septiembre de 1996, podria haber afectado el resultado incremental de b. Respecto a la duracion del evento, esta -parece ser parte influenciable en el calculo de b durante enero, abril y junio de 1999, de modo que un leve incremento de la duracion co- rresponde directamente con un aumento en el valor de b. En octu- bre de 1995 y julio de 1999, el incremento en el valor de b podria estar relacionado directamente con el incremento en el numero de sismos. CORRELACION ENTRE CAMBIOS DE b Y LA ACTIVIDAD TREMORICA Debido a que no es claro definir cual de los factores causan un valor anomalo de b, es necesario buscar otros parametres que ayuden a desarrollar evidencias para conocer las causas de la anomalia. Con el objeto de determinar suficiente numero de posibles correlacio- nes entre los distintos tipos de actividad sismica que se registran en eI volcan, se ploteo la curva de energia tremorica acumulada con la "curva" del valor de b (figura 3). Los picos maximos de b se en- cuentran inmediatamente antecedidos por saltos importantes en la curva de energia del tremor volcanico, 10cual sugiere que existe 19 MOLINA P. ET AL. 2.5E+1S,----------------------,2.5 2E+18f--------------------!1Y 1,5E+18f---------~--------,.-'4ff1 IE+18+-------f--""""'.......,.'--- ..~=r---_i_h~="L-'--1 5E+17t=======~'-----b---_.J::::=-~----~ o l--~ --' 1994 1997 1998 19991995 1996 Figura 3. Variaci6n temporal del valor de b y de la energia trem6rica acumulada. Las flechas sefialan los saltos en la curva de energia acumulada del tremor (observado en la estaci6n de Mson). correlacion entre la actividad sismica y la tremorica. Unicarnente dos saltos en la curva de energia acumulada del tremor en julio de 1997 (flecha d') y mayo de 1998 (flecha e ') no anteceden de manera inmediata un pico maximo de b. Probablemente estos saltos son consecuencia del segundo pica de b (ocurrido entre julio y diciem- bre de 1996) 0 tal vez, sigan precediendo el tercer pico de b (ocurri- do entre enero y febrero de 1999). lgualmente, hay una excepcion con el pico 4, el cual coincide con el mayor saito en la curva de energia tremorica acumulada, comprendida entre los meses de abril y mayo de 1999 (flecha g '), Por otro lado, las frecuencias dominantes del tremor volcanico consideradas como altas (alrededor de 5 Hz) 0 bajas (alrededor de 0.5 Hz) se acentuan de manera importante cuando el valor de b-dis- minuye entre 1997 y 1998 (valle C) precediendo con gran anticipa- cion los picos de b (3, 4 y 5) en 1999 (figura 4). Estos hechos podrian indicar, en la epoca del valle de b, una acumulacion impor- tante de esfuerzos que justamente estaria precediendo la fractura- cion de un medio en el que el calor y la densidad de grietas sedan la principal causa de los altos valores de b observados en 1999. Proba- blemente, debido a dichos hechos, desde mayo de 1999, nota un mayor flujo de calor 0 esfuerzo termal evidenciado por alta activi- dad fumar6lica, incremento en el olor y concentracion de azufre en julio de 1999, y el comienzo de la actividad eruptiva del volcan des- de septiembre de 1999 con importantes caidas de ceniza en los alre- dedores. CORRELACION CON CAMBIOS GEOQUIMICOS En el Tungurahua hay cuatro fuentes termales monitoreadas desde 1994. Dichas fuentes se encuentran localizadas en los flancos NE y SO del volcan, entre 3.3 y 9.3 km de la cumbre. En dichas fuentes se 20 12 2.5 10 ··2 0 E 8~ ~ 15 0 6 ~ ! ~ I , ~ 0.5 15 u B; 0.5 1996 1<;)8 199919971994 1995 Pecha Figura 4. Variaci6n temporal del valor de b y la frecuencia dominante diaria del tre- mor (observado en la estaci6n de Mson). han medido distintos parametres geoquimicos y fisicos que pueden ser interpretados como inform adores potencialmente utiles de la ac- tividad magmatica, si las condiciones 10 permiten. Es decir, que mientras haya ascenso de magma, los cam bios en las condiciones subterraneas podrian ser reflejados en las composiciones de los ga- ses y compuestos quimicos disueltos y emitidos por las fuentes ter- males y furnarolicas del volcano Mediante el metodo analitico, espectroscopia de absorcion ato- mica, cromatografia de gases y potenoiometria, entre otros, se estu- dian las especies quimicas de sodio (Na), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg), silice (Si02), bicarbonatos (HC03), c1oro (CI) y sulfatos (S04)' Adicionalmente se toman datos del pH, temperatura y conductividad de las fuentes termales del volcan Tungurahua. En todos estos parametros geoquimicos se notaron po cos pero impor- tantes cam bios respecto a la media de datos, que podrian estar rei a- cionados con aportes magmaticos en las distintas epocas del muestreo. En la tabla I se muestran los cam bios geoquimicos ob- servados de los muestreos colectados entre 1994 y 1999, que sobre- pas an 0 igualan el resultado de sumar la media y el 25% de dicha media de muestreo por cada especie quimica en por 10 menos dos estaciones simultaneamente. Tambien se muestran los cam bios que sobrepasan 0 igualan el resultado de sumar la media y el 2% de di- cha media en el caso de la temperatura, 0 el 10% en el caso de la conductividad 0 el pH. Las concentraciones de silice, sodio, potasio, magnesio y bicar- bonatos en las fuentes termales crecieron y decrecieron simultanea- mente con los cambios temporales del valor de b (figura 5). Solo en dos casos excepcionales, el pH y la conductividad parecen haber se- guido incrementandose pese a los descensos del valor de b. La correspondencia entre el incremento de las concentraciones geoquimicas y el valor b estarta de acuerdo con la hipotesis de que GEOFislCA COLOMBIANA. 6. DICIEMBRE DE 2002 CAMBIOS TEMPORALES DEL VALOR DE b, iPOSIBLES CORRELACIONES CON LA ACTlVIDAD HIDROTERMAL DEL VOLcAN TUNGURAHUA? TABLA l. FECHAS Y FUENTES TERMALES QUE REGISTRARON LOS CAMBIOS MAs IMPORTANTES OE LOS DIFERENTES PATRONES GEoQuiMICOS. EN NEGRILLA SE SENALAN LAS FECHAS COMUNES EN QUE SE PRESENTARON LOS CAM BIOS PARA LAS D1STINTAS ESPECIES QUiMICAS Y TODAS LAS' ENTES TERMALES QUE REGISTRARON LOS CAM BIOS GEoQuiMICOS SIMULTANEAMENTE Fuentes termales Especie Fecha en I.que se registro que registraron un cambio quimica el cambio positivo (incremento) Sodio 30-0ic.-97 1,3,4 22-0ic.-98 1,2,3,4 Potasio 10-Ago.-98 1,2,3,4 Calcio 24-Feb.-94 1,2,3 06-Jun.-95 1,2,3 23-Sep.-97 1,3,4 Magnesio 30-Dic.-97 3,4 27-May.-98 1,2,4 Silice 19-0ct.-95 1,2,3 24-Sep.-99 3,4 Bicarbonatos - - Sulfatos 10-Nov.-94 Otros parametres (ftsicos) Temperatura 17-Abr.-96 1,2,3 o I-Jul.-97 y 22-Abr.-97 1,2 23-Sep.-97 y 30-0ic.-97 1,2,4 17··Mar.-98 y 28-May.-98 1,2,3,4 10-Ago.-98 1,2,4 18-Ago.-99 1,2 Conductividad 01-Jul.-97,22-Abr.-97 1,3 30-Dic.-97, 3 I -Ago.-99 1,3 - 15-Sep.-99,27-0CI.-99 1,3 PH(*) 26-May.-94,27-Mar.-95 1,2,3 06-Jun.-96, 17-Abr.-96 1,2,3 o I-Jul.-97, 22-Abr.-97 1,2,3 " 22-Dic.-98, 18-Ago.-99 1,2,3,4 15-Sep.-99 1,2,3,4 1 El Salado; 2, Palitagua; 3 La Virgen; 4 Santana. * Como se registraron muchos cam bios en dos estaciones, unicarnente se muestran en mas de dos estaciones. cuando se determinan valores de b mas altos,implicitamente estaria reflejando un medio mas fracturado y mas caliente, 10cual facilitaria que losfluidos magmaticos puedan viajar mas facilmente a traves del volcan y ser portadores de manera significativa de los incremen- tos en las concentraciones de los aniones y cationes medidos en las fuentes termales. En contraste, la baja correspondencia entre las va- GEOFislCA COLOMBIANA, 6, OICIEMBRE DE 2002 riaciones del pH y la conductividad con el valor de b podria ser el resultado de la baja confiabilidad de las mediciones 0 ser indicativo que el efecto de la excitacion magmatica subsiste despues de un corto periodo de calma 0 intensa actividad. Sin embargo, seria im- portante tener en cuenta los incrementos del pH en sus fases "ini- ciales" ya que tales incrementos podrian deberse a que cuando aumenta la temperatura cerca de los cuerpos magmaticos, el nivel de las aguas de las fuentes termales podria disminuir, de modo que el dioxide de carbono, el sulfuro de hidrogeno y otros gases se pier- den durante el boiling. En este caso, el pH deberia incrementarse debido a la perdida de los gases acidos. DISCUSION En defmitiva, desde marzo a abril de 1995 el valor de b viene au- mentando hasta llegar a un pico maximo entre septiembre y octubre de 1995,10 cual coincide a su vez con un aumento en la frecuencia y energia del tremor, ademas del incremento en el numero de sis- mos volcano-tectonicos. Sin embargo, vale la pena mencionar que la energia tremorica alcanza su maximo en abril de 1995. El des- censo de b se hace paulatino desde octubre de 1995 hasta fines de marzo de 1996, coincidiendo con un descenso en la energia trerno- rica. Luego, desde fines de marzo de 1996, el valor de b vuelve a aumentar hasta un pico maximo de junio a diciembre de 1996. Antes de este pico maximo fue posible observar dos picos rnaximos en la energia trernorica uno en mayo y otro en julio de 1996. Desde septiembre de 1996 el valor de b disminuye paulatinamente hasta agosto de 1998; sin embargo, se registran dos picos importantes en la energia tremorica en febrero y julio de 1997, y en enero de 1998, que podrian 0 no coincidir con la disminucion de b 0 incluso ser "causa" del siguiente ascenso en b desde marzo de 1998 hasta re- 8E+16r;:=======;--------------~2.5 Silice Sodic Magnesio Poteso Bicarboneros Conductividad pH 7E+16 ~ ~ 6E+16 .~ 5E+16 '5 E ~~ 4E+16 E~ ~§]E+16 . ~ .~ 2E+16 -·~---l ...... .....,-4;Al tli L5 -c "-e 0 ;;; 05 IE+16 ~ Fecha Figura 5. Correspondencia entre los cambios del valor de b y los cam bios geoquimi- cos registrados. Las fiechas ascendentes indican incrementos; las fiechas descenden- tes indican disminucion del patron geoqufmico (estos cam bios no concuerdan con una escala de concentraciones). 21 MOLINA P. ET AL. gistrar un pica maximo entre enero y febrero de 1999. Despues de 10 anterior ocurre un pico maximo de energia tremorica a inicios de mar- zo de 1999, el cual coincide con un pico maximo de b registrado entre marzo y mayo de 1999. Inmediatamente despues de este ultimo pica de b ocurren varios picas de energia tremorica antes de lIegar al maxi- mo pico de b determinado en este periodo de estudio. Despues de este pico, aunque el valor de b disminuye un poco, la energia trernorica lIega a su maximo valor registrado desde enero de 1994. Es importante notar dos aspectos que se relacionan. A pesar de que el valor de b disminuye drasticamente hasta agosto de 1998 y despues de julio de 1999, la energia trernorica continua aumentando sin obedecer el patron que hasta el momento se registraba. Ello pue- de ser indicio de un efecto de rea 'cion debido a los picos maximos de b registrados de junio a diciembre de 1996 y de junio a julio de 1999. En estas epocas aun no hay claridad acerca de estos dos feno- menos y cualquiera de ellos pod ria ser la causa 0 el efecto del otro. CONCLUSION ES Los val ores de b (entre I y 2.5) obtenidos en el presente estudio son tan altos como los hallados experimentalmente por Warren y Latham (1970). Como es de esperarse, estos valores de b son consistentes para la actividad sismica relacionada con volcanismo, en que podrian esperarse amplios gradientes termales. Esto permite inferir que los esfuerzos internos en el volcan Tungurahua podrian corresponder principalmente a efectos termales. Dichos valores fueron importantes entre septiembre y octubre de 1995, junio a diciembre de 1996, enero a febrero de 1999, marzo a mayo de 1999 y j unio a julio de 1999. Igualmente, un esfuerzo no uniforme y un medio mas fracturado en dichos period os podrian haber propiciado val ores de b tan altos, mientras que los valores de b mas bajos (entre 0.5 y I) ocurridos entre enero y diciembre de 1994, diciembre de 1995 y junio de 1996, no- viembre de 1997 y agosto de 1998, podrian estar relacionados con un aumento del esfuerzo aplicado que, justamente, antecedio la forma- cion de una(s) fractura(s) rnacroscopicats) que tuvieron lugar en los, periodos en que se produjeron los valores mas altos de b durante 1999. Debido a que carnbios en el estado de esfuerzos del volcan po- drian facilitar variaciones en el comportamiento de los fluidos in- ternos, se intento hacer correlaciones entre el valor de bylas actividades tremorica y geoquimica. Se observo que las variaciones en la concentracion de bicarbona- tos, sodio, magnesio y silice, medidas en las fuentes termales, coinci- dieron con cam bios en el valor de b. Dicha correspondencia probablemente sefiale que, al existir mayor circulacion de tluidos magmaticos en el interior del edificio volcanico, podria ocurrir un in- cremento en la concentracion de los aniones y cationes mencionados anteriormente. Se asume que dicha circulacion de tluidos seria im- portante cuando aumente la densidad de grietas en el medio y los es- fuerzos dominantes sean de tipo termal principalmente. Es decir, se 22 veria retlejado cuando se determinen valores de b muy altos (pro- bablemente mayores que 1.5). En cuanto a la actividad tremorica, se observo que las frecuen- cias alrededor de 0.5 y 5 Hz aparecen varios meses entre 1997 y I 998,justo antes del primer pico de b en 1999. Esto, mas los altos valores de b registrados en 1999, podria reflejar el inicio de una actividad termica anormallo cual fue evidenciado por una alta ac- tividad furnarolica en mayo de 1999, eI incremento del S02 en ju- lio de 1999 y el inicio de la actividad erupt iva subsiguiente a traves de explosiones freato-rnagmaticas en octubre de 1999, y magmaticas desde noviembre de 1999. BIBLIOGRAFIA AKI, K. 1965. Maximum likelihood estimate ofb in the formula log N= a-bM and its confidence limits. Bull. Earth. Res. Inst. 43: 237-239. Tokyo University. BENDER,B. 1983. Maximum likelihood estimation ofb values for mag- nitude grouped data Bull. Seism. Soc. Am. 73: 831-851. FRONLlCH,C., and DAVIS,S. 1994. Teleseismic b values: Or much ado about 1.0. J Geophys. Res. 98: 631-634. GUTENBERG,B., and RICHTER,C.F. 1944. Frequency of earthquakes in California. Bull. Seism. Soc. Am. 34: 185-188. GUTENBERG,B., and RiCHTER,C.F. 1949. Seimicity of the earth. Prince- ton University Press. 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