Memoria, Volcán Popocatépetl (1994-1995) - Protección Civil

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Figura 3. Fotografía del volcán Popocatépetl del 26 de diciembre de 1994 mostrando esquemáticamente la ascención de la fécula. El área de cobertura observada por los satélites de la NOAA corresponde en gran medida a la concentración de la nube de partículas de aerosol volcánico sobre la concentración de partículas de fondo (background). Si consideramos que la concentración del aerosol de fondo es m = 50 i.g/m 2 y la altura de la atmósfera homogénea H — 1.5 Km, luego la masa de aerosol de fondo por metro cuadrado será de 7.5 g/m 22, considerando un área de cobertura S = 6.0.104 Km2 (ver Fig. 4), la masa M de aerosol de fondo será de 4.5.10 5 toneladas. Este valor estimado se encuentra exagerado: en caso de una superficie oceánica, y también para regiones terrestres muy limpias, la masa 263 curto MKPCIO1 DE fRE>!ENCi{lN giF4,-71FS I
de aerosol de fondo por metro cuadrado es del orden de 1 g/m' y para cl aerosol estratosférico de fondo es de 0.1-0.2 g/m2. Las masas relevantes de aerosol de fondo serán M — 6.0x104 toneladas y M = (0.6-1.2)x10" toneladas. En relación con la composición y estructura del aerosol volcánico se tienen adicionalmente otras evidencias indirectas: i) Las fotografías expuestas durante los vuelos efectuados para realizar las mediciones revelan imágenes de cristales de sulfato de amonio amplificadas muchas veces, ésto significa que las cámaras fotográficas funcionaron como microscopios, y ésto es solamente posible si la concentración de partículas de sulfatos es muy alta. El máximo de SO,-gas medido con el espectrómetro de correlación COSPEC fue cercano a las 5,000 toneladas/día (Galindo et al., 1995); ii) Durante el mes de enero ocurrieron nuevamente emisiones simultáneas altas de partículas de cenizas y 502-gas, al mismo tiempo la concentración de partículas de aerosol con d < 15 µm fue mucho menor. 4. RESULTADOS EXPERIMENTALES 4.1 Microestructura de las partículas de aerosoles Para estudiar la microestructura de las partículas de aerosoles, se efectuaron varias muestras de prueba con el impactor de dos cascadas; el análisis subsecuente se realizó utilizando el microscopio electrónico translucentc del Laboratorio de Física de Aerosoles de la Universidad Estatal de San Petersburgo, Rusia. Las partículas de aerosoles se sedimentaron sobre un substrato orgánico (formar) el cual tiene una gran resistencia mecánica y firme adherencia. Los resultados de los análisis de microscopia electrónica de los aerosoles y las cenizas volcánicos permiten inferir algunas conclusiones sobre los mecanismos de la explosión del material volcánico y su transformación ulterior en la atmósfera. En general se observó que las partículas (aerosoles y ceniza) tienen un contenido mayoritario de roca pulverizada y un bajo contenido de sulfatos y ácido sulfúrico, también se observó una pequeña cantidad de cristales en forma de paralelepípedos alargados en una relación aproximada de tamaños de sus caras de 5:1:1 y aún más alargados. En las Figs. 4 se presentan algunas fotografías del análisis de microscopía electrónica. La Figs. 4a,b se refieren a fragmentos de ceniza, posiblemente de origen basáltico, mientras que las Figs. 4c,d muestran aerosoles de sulfatos y ácido sulfúrico con rastros de evaporación del agua y del ácido debida al rayo de electrones. Otro resultado obtenido con el microscopio electrónico es la morfología de los aerosoles, se ot, ,ervan tres tipos morfológicos: Esferas, no-esferas (forma mayoritaria) y, cadenas. Estas últimas con esla iones de esferas muy pequeñas. El máximo (85%) se presentó con partículas no esféricas d > 0.85 pm (ver Tabla 1). 4.1 Análisis Químico - Composición elemental En las Figuras Sa,b se representan los espectros de fluroescencia de rayos X para aerosoles: y cenizas volcánicas, mientras que las Tablas 2 a 5 muestran las concentraciones de los diferentes elementos químicos encontrados y sus factores de enriquecimiento (Tablas 6 y 7) tanto para ceniza como para aerosoles. 264
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