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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE M ÉXICO FACULTAD DE FILOSOFÍA y LETRAS COLEGIO DE GEOGRAFÍA COLONIZACIÓN VEGETAL EN PAISAJES LAHÁRICOS DEL FONDO DEL BARRANCO HUILOAC, VERTIENTE NORESTE DEL VOLCÁN POPOCATÉPETL TESIS QUE PARA OBTENER LA LICENCIATURA EN: GEOGRAFÍA PRESENTA KARLA RANGEL Ríos DIRECTOR DE TESIS Dr. ARTURO GARCÍA ROMERO CIUDAD UNIVERSITARIA, D.F., JUNIO DE 2011 UNIVERSIDAD NACIONAL A UTÓNOMA DE M ÉXICO FACULTAD DE FILOSOFÍA y LETRAS COLEGIO DE GEOGRAFÍA COLONIZACIÓN VEGETAL EN PAISAJES LAHÁRICOS DEL FONDO DEL BARRANCO HUILOAC, VERTIENTE NORESTE DEL VOLCÁN POPOCATÉPETL TESIS QUE PARA OBTENER LA LICENCIATURA EN: GEOGRAFÍA PRESENTA KARLA RANGEL Ríos DIRECTOR DE TESIS Dr. ARTURO GARCÍA ROMERO CIUDAD UNIVERSITARIA, D. F., JUNIO DE 2011 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. AGRADECIMIENTOS Al Dr. Arturo García Romero por la revisión de la tesis y por facilitar los materiales para llevarla a cabo. Al Dr. José Lugo Hubp por sus gestiones para que esta tesis se definiera, por su apoyo, por el tiempo que dedicó a su lectura para emitir sus comentarios y por toda la ayuda brindada que al fin se concretó y sirvió para que esta tesis se concluyera. Que más puedo decir Doc, gracias por ser mi amigo y maestro. Al Dr. Enrique Propín Frejomil sin cuya intervención esta tesis no se habría materializado desde el principio. Gracias por ser mi amigo y una gran persona cuyas observaciones han enriquecido mi vida y este trabajo. A la Dra. Oralia Oropeza Orozco por sus detalladas observaciones que sirvieron para mejorar este trabajo. Al Dr. José Ramón Hernández Santana por el tiempo que dedicó para leer esta tesis, por sus oportunos comentarios y por su apoyo. Al Dr. Julio Muñoz por su colaboración en los trabajos de gabinete y de campo, por su apoyo académico y por sus pertinentes comentarios que sirvieron para mejorar esta investigación, gracias desde México para España Doctor. A los Drs. Lucía Capra Pedol y Miguel Ángel Poblete por facilitar la información para la descripción de los lahares. A la Dra. Laura Elena Maderey Rascón quien me enseñó el campo de la investigación geográfica siendo aún bachiller y de quien aprendí las bondades de la Geografía, gracias Doctora por ser mi confidente. A la DGAPA por el financiamiento del trabajo de campo y por la beca otorgada en el proyecto “El efecto multiescalar del incremento de la frecuencia del fuego en la persistencia de las poblaciones de zacatuche en México” a cargo del Dr. Alejandro Velázquez Montes. A la Biól. Adriana Romero por la participación en el trabajo de campo y al Biól. Héctor Rangel, por arriesgar su integridad física para salvaguardar la mía. A la Biól. Martha Gual Díaz de Conabio por la clasificación de las especies. A Claudia por compartir su tiempo a lo largo de la licenciatura y en las prácticas de campo y por su participación en los recorridos del Parque Izta-Popo. A Erandi por ser una buena amiga a lo largo de la carrera. A París y München por servir de fuente de inspiración. Finalmente, a la memoria de mi querida Yoshi, ya que su compañía hizo más amena la redacción de esta tesis, pero por circunstancias del destino, no pudo compartir conmigo su conclusión. Índice Karla Rangel Ríos I ÍNDICE TEMÁTICO INTRODUCCIÓN VIII CAPÍTULO 1 LAHARES EN EL VOLCÁN POPOCATÉPETL 1 1.1 TIPOS DE LAHARES 2 1.1.1 Características de los lahares 2 1.1.2 Flujo de escombros 3 1.1.3 Flujo lodoso 5 1.1.4 Flujo hiperconcentrado 5 1.1.5 Clasificación de los lahares 6 1.1.5.1 Lahares sin-eruptivos 6 1.1.5.2 Lahares post-eruptivos 6 1.1.5.3 Lahares no eruptivos 6 1.2 ACTIVIDAD VOLCÁNICA DEL POPOCATÉPETL 8 1.2.1 Cronología del volcán Popocatépetl 8 1.2.1.1 Volcán Nexpayantla 8 1.2.1.2 Volcán El Fraile 8 1.2.1.3 Cono Terminal 12 1.2.1.4 Actividad del Popocatépetl de 1994 a 2001 12 1.2.1.4.1 Diciembre de 1994 a 1997 12 1.2.1.4.2 Actividad volcánica en 1998 12 1.2.1.4.3 Actividad volcánica en 1999 13 1.2.1.4.4 Actividad volcánica en el 2000 13 1.2.1.4.5 Actividad volcánica en el 2001 13 1.3 PROCESOS LAHÁRICOS EN EL VOLCÁN POPOCATÉPETL 13 1.3.1 Elementos que favorecen la generación de lahares en el volcán Popocatépetl 13 1.3.2 Lahares en la vertiente noreste del volcán Popocatépetl 14 1.3.2.1 Lahares prehistóricos 14 1.3.2.2 Lahares históricos 14 1.3.2.2.1 Lahares de erupciones plinianas 14 1.3.2.2.2 Lahar de San Nicolás 16 1.3.2.3 Lahares actuales 16 1.3.2.3.1 Lahar de 1997 16 1.3.2.3.2 Lahar de 2001 18 1.3.2.3.3 Coladas de barro y corrientes de derrubios 18 CAPÍTULO 2 SUCESIÓN VEGETAL EN DEPÓSITOS VOLCÁNICOS 21 2.1 FUNDAMENTOS DE LA SUCESIÓN VEGETAL 22 2.1.1 El concepto de sucesión vegetal 22 2.1.2 Teorías de la sucesión vegetal 22 Índice Karla Rangel Ríos II 2.1.3 Fases de la sucesión vegetal 23 2.1.3.1 Fase de colonización 24 2.1.3.2 Fase de construcción 25 2.1.3.3 Fase de madurez 25 2.1.4 Modelos de la sucesión vegetal 25 2.1.4.1 Modelo de facilitación 25 2.1.4.2 Modelo de tolerancia 25 2.1.4.3 Modelo de inhibición 25 2.1.4.4 Modelo de neutralidad 25 2.1.5 Tipos de sucesión vegetal 26 2.1.5.1 Sucesión primaria 26 2.1.5.2 Sucesión secundaria 28 2.1.5.3 Sucesión cíclica 28 2.1.5.4 Sucesiones autogénica y alogénica 28 2.2 MECANISMOS DE LA SUCESIÓN VEGETAL 28 2.2.1 Disturbios como iniciadores de la sucesión 28 2.2.2 Dispersión de las especies 29 2.3 SUCESIÓN PRIMARIA EN VOLCANES 30 2.3.1 Sucesión primaria en derrames lávicos y depósitos piroclásticos 30 2.3.2 Sucesión primaria en México 32 2.3.3 Sucesión vegetal primaria sobre depósitos laháricos recientes 33 2.3.4 Régimen de disturbio de los lahares 33 CAPÍTULO 3 INVENTARIO GEOECOLÓGICO DE LA MICROCUENCA DEL BARRANCO HUILOAC 39 3.1 MÉTODO PAISAJÍSTICO DE BERTRAND 40 3.1.1 Antecedentes de estudios del paisaje 40 3.1.2 Análisis Integrado de Paisajes 41 3.1.2.1 Inventario geoecológico 41 3.1.2.2 Establecimiento de la estructura taxonómica-corológica 41 3.1.2.3 Análisis integrado de los paisajes elementales 41 3.1.2.4 Síntesis estructural y dinámica del territorio 42 3.1.3 Componentes geoecológicos del paisaje 42 3.1.3.1 Macroestructuras 42 3.1.3.2 Mesoestructuras 42 3.1.4 Taxonomía del paisaje 42 3.2 INVENTARIO GEOECOLÓGICO DE LA MICROCUENCA DEL BARRANCO HUILOAC 43 3.2.1 Metodología del inventario geoecológico 43 3.2.1.1 Delimitación del área de estudio 43 3.2.1.2 Generación de la cartografía temática 44 3.2.2 Morfoestructuras 44 3.2.2.1 Caldera Tlamacas-Tlachalone 44 3.2.2.2 Volcán Nexpayantla 48 3.2.2.3 Volcán Popocatépetl48 3.2.2.4 Colada lávica de Xalitzintla 48 3.2.2.5 Depósitos aluviales del Cuaternario 48 Índice Karla Rangel Ríos III 3.2.3 Clima 49 3.2.3.1 Clima muy frío o de nieves perpetuas 49 3.2.3.2 Clima frío o polar de tundra 49 3.2.3.3 Clima semifrío subhúmedo con lluvias en verano 49 3.2.3.4 Clima templado subhúmedo con lluvias en verano 49 3.2.4 Hidrografía 51 3.2.5 Relieve 51 3.2.5.1 Laderas de alta montaña 55 3.2.5.2 Laderas de montaña media 55 3.2.5.3 Laderas de baja montaña 55 3.2.5.4 Piedemonte 56 3.2.6 Suelo 56 3.2.6.1 Litosol 56 3.2.6.2 Regosol 56 3.2.6.3 Andosol 59 3.2.6.4 Cambisol 59 3.2.6.5 Fluvisol 59 3.2.7 Cobertura vegetal y uso del suelo 59 3.2.7.1 Área sin vegetación aparente 59 3.2.7.2 Vegetación natural 62 3.2.7.2.1 Pradera de alta montaña 62 3.2.7.2.2 Vegetación subalpina 62 3.2.7.2.3 Bosque de pino 62 3.2.7.2.4 Bosque de oyamel y pino 62 3.2.7.2.5 Bosque de pino-encino 62 3.2.7.3 Vegetación secundaria 63 3.2.7.3.1 Bosque de pino y aile 63 3.2.7.3.2 Bosque de pino, aile y encino 63 3.2.7.3.3 Bosque de aile, pino y encino con pastizal inducido 63 3.2.7.3.4 Bosque de pino, aile y encino con matorral inerme 64 3.2.7.3.5 Bosque de pino con pastizal inducido 64 3.2.7.3.6 Bosque de pino-encino con pastizal inducido 64 3.2.7.3.7 Pastizal inducido con bosque de pino 64 3.2.7.3.8 Pastizal inducido con bosque de encino 64 3.2.7.3.9 Pastizal inducido con matorral inerme 64 3.2.7.3.10Pastizal inducido 64 3.2.7.3.11Matorral inerme con bosque de pino 65 3.2.7.3.12Matorral inerme con pastizal inducido y bosque de pino-encino 65 3.2.7.4 Agricultura 65 3.2.7.4.1 Agricultura de temporal con cultivos anuales 65 3.2.7.4.2 Agricultura de temporal con cultivos anuales y permanentes de frutales leñosos 65 3.2.7.5 Uso habitacional 65 3.3 GEOECOLOGÍA DEL BARRANCO HUILOAC 65 3.3.1 Morfología del barranco Huiloac 65 3.3.2 Subsistemas del barranco Huiloac 66 3.3.3 Funcionamiento geoecológico del barranco Huiloac 72 3.3.4 Pisos altitudinales del barranco Huiloac 76 3.3.4.1 Piso abiótico 76 3.3.4.2 Piso glaciar 76 3.3.4.3 Piso periglaciar 76 3.3.4.4 Pradera alpina 76 3.3.4.5 Vegetación subalpina 77 3.3.4.6 Pinar de alta montaña 77 3.3.4.7 Bosque de oyamel y pino 77 3.3.4.8 Bosque mixto de aile y pino-encino 77 3.3.4.9 Bosque de encino-pino 77 3.3.4.10 Pastizal inducido y bosque de pino 78 3.3.4.11 Agricultura de temporal con cultivos anuales 78 Índice Karla Rangel Ríos IV CAPÍTULO 4 COLONIZACIÓN VEGETAL EN PAISAJES LAHÁRICOS DEL BARRANCO HUILOAC 81 4.1 METODOLOGÍA PARA EL ANÁLISIS DE LOS PAISAJES LAHÁRICOS EN EL BARRANCO HUILOAC 81 4.1.1 Establecimientos de las parcelas de muestreo 81 4.1.2 Afinidad florística de las parcelas 81 4.1.3 Determinación de la estructura paisajística 87 4.2 PAISAJES LAHÁRICOS DEL BARRANCO HUILOAC 90 4.2.1 Geofacies Bosque de oyamel y pino de ladera 90 4.2.2 Geofacies Matorral de jarilla blanca del fondo de valle 92 4.2.3 Subgeofacies Matorral de Baccharis conferta del levée de 1997 95 4.2.3.1 Geotopo Pastizal de Nassella mucronata 105 4.2.3.1.1 Nanogeotopo Pastizal de Vulpia myuros 107 4.2.3.2 Geotopo Matorral de Senecio barba-johannis 107 4.2.3.2.1 Nanogeotopo Herbazal de Cirsium ehrenbergii 109 4.2.3.2.2 Nanogeotopo Herbazal de Conyza schiedeana 110 4.2.3.3 Geotopo Herbazal de Penstemon gentianoides 110 4.2.4 Subgeofacies Matorral de Senecio cinerarioides del levée de 2001 112 4.2.4.1 Geotopo Herbazal de Bacopa chamaedryoides 119 4.2.4.1.1 Nanogeotopo Muscinal de Senecio sanguisorbae 119 4.2.4.2 Geotopo Pastizal de Nassella mucronata 120 4.2.4.2.1 Nanogeotopo Herbazal de Gnaphalium leptophyllum 122 4.2.4.2.2 Nanogeotopo Muscinal de Sibthorpia repens 122 4.2.4.2.3 Nanogeotopo Herbazal de Gnaphalium liebmannii 123 4.2.4.2.4 Nanogeotopo Matorral de Senecio cinerarioides 123 4.2.4.2.5 Nanogeotopo Herbazal de Gnaphalium oxyphyllum 124 4.2.4.2.6 Nanogeotopo Matorral de Senecio barba-johannis 124 4.2.4.3 Geotopo Herbazal de Penstemon gentianoides 125 4.2.5 Subgeofacies Herbazal de Alchemilla procumbens del margen de canal 125 4.2.6 Subgeofacies Herbazal de Lupinus montanus de las terrazas del canal 128 CONCLUSIONES 133 REFERENCIAS 143 ANEXOS 149 Índice Karla Rangel Ríos V ÍNDICE DE FIGURAS CAPÍTULO 1 1.1 Clasificación de la remoción en masa según el contenido de agua y del tipo de clastos 4 1.2 Clasificación de los lahares de acuerdo con la temporalidad de la erupción 7 1.3 Localización del sector noreste del volcán Popocatépetl 9 1.4 Evolución volcánica del Popocatépetl 11 CAPÍTULO 2 2.1 Subdivisión de una fase de la sucesión vegetal 24 2.2 Clasificación de las seres de la fase de colonización 26 2.3 Estadios de la sucesión primaria en un bosque templado 27 CAPÍTULO 3 3.1 Perfil transversal del barranco Huiloac 70 3.2 Funcionamiento geoecológico del barranco Huiloac 75 3.3 Pisos altitudinales del barranco Huiloac 79 CAPÍTULO 4 4.1 Localización de las parcelas de muestreo en el fondo del barranco Huiloac 82 4.2 Inventario de vegetación en los paisajes laháricos del barranco Huiloac 84 4.3 Dendrograma de similitud de las parcelas muestreadas 86 4.4 Índice de afinidad florística de Sorensen 88 4.5 Paisajes laháricos del fondo del barranco Huiloac 89 4.6 Forma de crecimiento de la vegetación colonizadora de la geofacies Matorral de jarilla blanca del fondo de valle 97 4.7 Familias colonizadoras de la geofacies Matorral de jarilla blanca del fondo de valle 97 4.8 Histograma de presencia de las especies colonizadoras de la geofacies Matorral de jarilla blanca del fondo de valle 98 4.9 Forma de crecimiento en la subgeofacies Matorral de Baccharis conferta del levée de 1997 103 4.10 Porcentaje de familias en la subgeofacies Matorral de Baccharis conferta del levée de 1997 103 4.11 Histograma de frecuencia en la subgeofacies Matorral de Baccharis conferta del levée de 1997 104 4.12 Forma de crecimiento en la subgeofacies Matorral de Senecio cinerarioides del levée de 2001 117 4.13 Porcentaje de familias en la subgeofacies Matorral de Senecio cinerarioides del levée de 2001 117 4.14 Histograma de frecuencia en la subgeofacies Matorral de Senecio cinerarioides del levée de 2001 118 4.15 Forma de crecimiento en la subgeofacies Herbazal de Alchemilla procumbens del margen de canal 127 4.16 Porcentaje de familias en la subgeofacies Herbazal de Alchemilla procumbens del margen de canal 127 4.17 Histograma de frecuencia en la subgeofacies Herbazal de Alchemilla procumbens del margen de canal 127 4.18 Forma de crecimiento en la subgeofacies Herbazal de Lupinus montanus de las terrazas del canal 131 4.19 Porcentaje de familias en la subgeofacies Herbazal de Lupinus montanus de las terrazas del canal 131 4.20 Histograma de frecuencia en la subgeofacies Herbazal de Lupinus montanus de las terrazas del canal 131 Índice Karla Rangel Ríos VI ÍNDICE DE TABLAS CAPÍTULO 1 1.1 Resumen de la actividad volcánica del Popocatépetl 10 CAPÍTULO 3 3.1 Unidades litológicas de la microcuenca delbarranco Huiloac 47 3.2 Unidades geomorfológicas de la microcuenca del barranco Huiloac 54 3.3 Asociaciones de suelo de la microcuenca del barranco Huiloac 58 3.4 Cobertura vegetal de la microcuenca del barranco Huiloac 61 CAPÍTULO 4 4.1 Características de las parcelas de muestreo 83 4.2 Distribución de las parcelas según subgeofacies 91 4.3 Características de la vegetación colonizadora de la geofacies del fondo de valle 93 4.4 Altura máxima media por parcela 94 4.5 Clasificación de las especies colonizadoras por forma de crecimiento y comunidad vegetal 96 4.6 Riqueza total por parcela 94 4.7 Densidad total por parcela 94 4.8 Cobertura total por parcela 94 4.9 Altura máxima media por especie en la subgeofacies Matorral de Baccharis conferta del levée de 1997 101 4.10 Forma de crecimiento por familias, géneros y especies en cada subgeofacies 102 4.11 Riqueza por subgeofacies 106 4.12 Densidad por subgeofacies 106 4.13 Cobertura por subgeofacies 106 4.14 Altura máxima media por especie en la subgeofacies Matorral de Senecio cinerarioides del levée de 2001 116 4.15 Altura máxima media por especie en la subgeofacies Herbazal de Alchemilla procumbens del margen de canal 130 4.16 Altura máxima media por especie en la subgeofacies Herbazal de Lupinus montanus de las terrazas del canal 130 ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS CAPÍTULO 1 1.1 Vista aérea del sector noreste del volcán Popocatépetl 15 1.2 Cabeceras de los barrancos proglaciares 15 1.3 Depósito del lahar de San Nicolás 17 1.4 Depósito del lahar de 1997 17 1.5 Depósito del lahar de 2001 19 1.6 Colada de barro 19 Índice Karla Rangel Ríos VII CAPÍTULO 2 2.1 Levée de 2001 35 2.2 Colonización del depósito de 1997 35 2.3 Morfología del levée de 2001 36 2.4 Permanencia de árboles en el levée de 2001 36 2.5 Plantas entrampadas en el levée de 2001 38 2.6 Sobrevivencia de plantas en el levée de 2001 38 CAPÍTULO 3 3.1 Ruptura de pendiente a los 3,080 msnm 67 3.2 Ruptura de pendiente a los 3,170 msnm 67 3.3 Cauce del barranco Huiloac a los 3,380 msnm 68 3.4 Cauce del barranco Huiloac a los 3,320 msnm 68 3.5 Cauce del barranco Huiloac a los 3,280 msnm 69 3.6 Cauce del barranco Huiloac a los 2,900 msnm 69 3.7 Borde de una divisoria en el barranco Huiloac 71 3.8 Talud de derrubios en el fondo del barranco Huiloac 71 3.9 Reptación en el depósito lahárico de 2001 73 3.10 Colada de barro en el cauce del barranco Huiloac 73 3.11 Cambios morfológicos en el cauce del barranco Huiloac 74 CAPÍTULO 4 4.1 Capa basal del depósito lahárico de 1997 100 4.2 Subgeofacies Matorral de Baccharis conferta del levée de 1997 100 4.3 Geotopo Pastizal de Nassella mucronata 108 4.4 Nanogeotopo Pastizal de Vulpia myuros 108 4.5 Nanogeotopo Herbazal de Cirsium ehrenbergii 111 4.6 Nanogeotopo Herbazal de Conyza schiedeana 111 4.7 Depósitos laháricos en la vertiente del barranco 113 4.8 Sustrato creado por el lahar de 2001 113 4.9 Situación del Matorral de Senecio cinerarioides del levée de 2001 115 4.10 Subgeofacies del Matorral de Senecio cinerarioides del levée de 2001 115 4.11 Geotopo Herbazal de Bacopa chamaedryoides 121 4.12 Nanogeotopo Muscinal de Senecio sanguisorbae 121 4.13 Subgeofacies Herbazal de Alchemilla procumbens del margen de canal 132 4.14 Subgeofacies Herbazal de Lupinus montanus de las terrazas del canal 132 ÍNDICE DE MAPAS CAPÍTULO 3 3.1 Localización de la microcuenca del barranco Huiloac 45 3.2 Morfoestructuras de la microcuenca del barranco Huiloac 46 3.3 Climas de la microcuenca del barranco Huiloac 50 3.4 Escurrimientos de la microcuenca del barranco Huiloac 52 3.5 Relieve de la microcuenca del barranco Huiloac 53 3.6 Asociaciones de suelo de la microcuenca del barranco Huiloac 57 3.7 Vegetación y uso del suelo de la microcuenca del barranco Huiloac 60 Introducción Karla Rangel Ríos VIII Si os sujetáis a la naturaleza, nunca seréis pobres; si os sujetáis a la opinión, nunca seréis ricos (Séneca). INTRODUCCIÓN La reactivación del volcán Popocatépetl el 21 de diciembre de 1994 marca la actual etapa eruptiva y ha desencadenado diversos agentes volcánicos. Uno de ellos son los flujos, procesos de remoción en masa, recurrentes en el sector noreste del volcán Popocatépetl debido a la presencia del glaciar Ventorrillo, el cual interactúa con el material piroclástico de las erupciones y origina flujos que llegan a convertirse en lahares. Los cambios de temperatura a lo largo del año también tienen efectos en el glaciar Ventorillo, ya que inducen su derretimiento y la formación de corrientes de agua, que al tener un aporte extra de las lluvias, pueden magnificarse y transformarse en lahares. Los flujos se generan a los 4,800 msnm en el barranco Tenenepanco, debido a que su cabecera se encuentra dentro del área glaciar. Los flujos descienden primeramente por este barranco, desembocando en el barranco Huiloac donde continúan su trayectoria hasta su posterior depositación o dilución. Dos procesos laháricos importantes han sucedido en el área, uno en el año de 1997 y otro en el año 2001. En el estudio de los procesos laháricos de la actual etapa eruptiva, el Dr. David Palacios Estremera del Departamento de Geografía Física de la Universidad Complutense de Madrid, diseñó el proyecto denominado “Los lahares del Popocatépetl” para monitorear y analizar los lahares desde una perspectiva geomorfológica, paisajística, de planificación y de ordenamiento territorial, participando en él diversos especialistas de universidades españolas y del Instituto de Geografía de la UNAM. La presente tesis se inserta en el área del análisis integrado de paisajes, la cual aborda el estudio de la distribución y de la colonización de los paisajes laháricos a través del análisis de la estructura y de la composición de las plantas desarrolladas en las comunidades vegetales, además, de analizar la influencia de ciertos elementos abióticos a nivel micro en el crecimiento de las plantas. Después de ocurridos los procesos laháricos de 1997 y de 2001 que arrasaron con la cubierta vegetal y el suelo del fondo del barranco Huiloac, se siguió la recuperación inicial de estos dos elementos al interior de los paisajes laháricos recién formados por los procesos volcánicos, a través del estudio de la colonización de las plantas en dichos paisajes, los cuales están emplazados en el fondo del barranco bajo la influencia del bosque de oyamel y pino de las laderas del barranco. Se aborda el primer estadio de la sucesión denominado colonización, consistente en el crecimiento vegetal sobre un nuevo sustrato. La importancia de analizar dicho estadio en la sucesión vegetal de un bosque de oyamel y pino emplazado en un área de volcanismo activo radica en que proporciona una primera información del tipo de comunidad que se desarrollará, ya que pasado el tiempo y con inventarios periódicos, se tendrá un registro de las especies pioneras que se establecieron tempranamente en el sustrato recién creado y de las especies de fases tardías. Se delimitó la estructura paisajística de los depósitos laháricos con base en su morfología, en sus propiedades granulométricas y sedimentológicas y en su distribución geográfica. La comparación entre los Introducción Karla Rangel Ríos IX paisajes laháricos del fondo del barranco proporciona una idea del desarrollo vegetal a la fecha del estudio. Dado que los paisajes examinadostienen distintas edades y características abióticas, no es posible asegurar que todos ellos posean una misma línea de desarrollo. En este caso, las comunidades son interpretadas como evidencia del crecimiento vegetal alcanzado sobre tales unidades. La hipótesis de este estudio plantea que la colonización de los paisajes laháricos es consecuencia de patrones azonales de los elementos abióticos del paisaje, es decir, que cada elemento tiene una actuación particular en el barranco Huiloac. Los elementos abióticos del paisaje que influencian la colonización del fondo del barranco son la morfología de los depósitos y sus propiedades granulométricas y sedimentológicas, la erosión de los flujos que circulan por el cauce, la dinámica de las vertientes del barranco y el emplazamiento de los paisajes laháricos en el área receptora del barranco, uno más tiene que ver con la actuación antrópica dentro de los paisajes. El objetivo general de la investigación fue caracterizar el desarrollo vegetal de los paisajes laháricos a través de un enfoque mixto, que por un lado considera el estudio de la estructura y de la composición vegetal de las comunidades desarrolladas en los paisajes laháricos como un indicador de la regeneración abiótica de los mismos en una escala de gran detalle, y por otro lado, se retoma la clasificación taxonómica-corológica del paisaje realizada por el geógrafo francés Georges Bertrand en 1968, para asignar el tamaño correspondiente a los paisajes laháricos con el fin de señalar qué elementos paisajísticos inciden en esas escalas de detalle. Un objetivo particular fue realizar un inventario geoecológico de la microcuenca del barranco Huiloac para identificar los componentes de mayor escala e independientes (morfoestructura y clima), los de menor tamaño, principiando con los de carácter abiótico (hidrografía y relieve) y llegando hasta los más pequeños y subordinados como son el tipo de suelo, la cobertura vegetal y los antropismos. Otro objetivo fue establecer la estructura taxonómica corológica (división vertical) de los paisajes que integran el fondo del barranco Huiloac a través del tamaño y de la dominancia de los elementos paisajísticos para definir la jerarquía y la subordinación de los mismos. Un último objetivo fue señalar los estadios de la colonización vegetal en el fondo del barranco Huiloac, partiendo del análisis de la estructura y de la composición vegetal de los paisajes laháricos que considera los elementos abióticos con mayor incidencia en ellos. Se utilizó una metodología mixta, ya que se retomaron las técnicas de muestreo y del análisis de la vegetación de la Escuela de Fitosociología Vegetal de Braun-Blanquet, y por otra parte, se usó el sistema de clasificación paisajística de Georges Bertrand, basada en el estudio de la vegetación como un indicador del clima, del relieve, de la hidrografía, del tipo de suelo, de la fauna y de los antropismos de un paisaje a diversas escalas, siendo la principal guía paisajística en la identificación y valoración de las unidades de un territorio analizado. La estructura de la tesis consta de cuatro capítulos. En ella se trabajan varias escalas, se parte de una escala pequeña donde se muestran las generalidades de la microcuenca y del barranco Huiloac hasta llegar a la escala de gran detalle, que descubre las Introducción Karla Rangel Ríos X particularidades de las pequeñas unidades contenidas en el fondo de barranco. El primer apartado del capítulo 1 aborda la definición, la formación, las características y la tipología de los lahares, en el segundo apartado se trata la historia geológica del volcán Popocatépetl y en el tercer apartado, se describen los elementos geográficos que favorecen la formación de lahares en el sector noreste del volcán Popocatépetl, así como una reseña de los lahares más importantes acontecidos en dicho sector. El primer apartado del capítulo 2 plantea la importancia de los disturbios y de la dispersión en el comienzo de la sucesión y el marco teórico-conceptual de la sucesión vegetal, en el segundo apartado se reseña la clasificación de la sucesión vegetal y en el tercero, se exponen algunos ejemplos de estudios de sucesión primaria realizados en materiales volcánicos, además, una reseña de los lahares como disturbios que contempla una descripción de sus regímenes de disturbio y ejemplos de la sucesión vegetal en depósitos laháricos recientes. El capítulo tres es el marco abiótico del barranco Huiloac, realizado en una escala de pequeño detalle. En el primer apartado se reseña el sistema de clasificación paisajística de Bertrand, en el segundo, con base en la metodología propuesta por dicho autor, se realizó la caracterización del subsistema natural de la microcuenca que abarca al barranco Huiloac, y en el tercero, se señalan las particularidades del barranco Huiloac como sus características morfológicas, los subsistemas que lo componen, su funcionamiento geoecológico y los pisos altitudinales que atraviesa. El capítulo cuatro describe en su primer apartado la metodología empleada en el análisis de la vegetación de los paisajes laháricos y una reseña paisajística de las vertientes y del fondo del barranco Huiloac. El segundo apartado trata de cómo se determinó la clasificación paisajística de los lahares y se enumera dicha estructura paisajística. Por último, se explica el desarrollo vegetal de los paisajes laháricos y las características abióticas de éstos. Finalmente, se muestran las conclusiones de la presente investigación. Lahares en el volcán Popocatépetl Karla Rangel Ríos 1 The earth’s surface has been shaped by volcanoes. The process of recovery has happened time and time again (Anonymous, Mount St. Helens). CAPÍTULO 1 LAHARES EN EL VOLCÁN POPOCATÉPETL Lahares en el volcán Popocatépetl Karla Rangel Ríos 2 1.1 TIPOS DE LAHARES 1.1.1 Características de los lahares Lahar es una palabra indonesia que describe el rápido movimiento de clastos rocosos saturados con agua, los cuales se originan en las partes altas de los volcanes y descienden por sus empinadas laderas. La expresión lahar se usa indistintamente para designar el proceso que lo origina y el tipo de depósito que deja, sin embargo, el término lahar sólo alude al proceso que origina el flujo (Vallance, 2000; Capra et al, 2004). Para la formación de lahares se requieren de cuatro elementos: a) suficiente cantidad de agua; b) abundancia de fragmentos rocosos no consolidados, provenientes de flujos piroclásticos, depósitos de caída, morrenas, coluviones, etc.; c) laderas grandes y empinadas que faciliten la generación y el descenso de los lahares; d) y un mecanismo que desencadene el proceso (Vallance, 2000). Los lahares se originan cuando las mezclas de agua con escombros rocosos bajan por las laderas de los volcanes, incorporando en su carga agua y restos sólidos que hallan en su trayectoria. Ambas partes, sólida y líquida al interactuar determinan el ambiente único que los distingue de otros fenómenos relacionados con los volcanes (como las avalanchas de escombros o debris avalanche y los flujos de agua), siendo la dominancia de la fracción sólida la que determina el grado de destructividad de un lahar (Vallance, 2000). Otros mecanismos generadores de los lahares son las avalanchas volcánicas, las explosiones freáticas, las explosiones dirigidas, los flujos piroclásticos calientes, las oleadas piroclásticas y los flujos de lava, los cuales provocan súbitos derretimientos del hielo y la nieve de los glaciares emplazados en las partes altas de los volcanes. Una vez formados los lahares, su descenso acontece por las empinadasladeras de los volcanes, de los cauces de los ríos y de los valles (González, 2000). La fuente de agua de los lahares puede ser directa al provenir del interior de los aparatos volcánicos durante la erupción, o indirecta, al resultar de otros procesos comunes a las grandes áreas volcánicas como las lluvias intensas, el rápido derretimiento de hielo y nieve, el rompimiento de presas o lagos cráter, las fracturas en el sistema hidrotermal del cráter o la salida de agua de una cavidad subglaciar. De manera ocasional, el agua de los poros del suelo también puede generar un lahar (Scott et al, 1987; Vallance, 2000). Los lahares pueden ser de distintos tamaños, desde unos cuantos centímetros de ancho y de espesor que fluyen a menos de 1 m/s hasta los grandes lahares que alcanzan cientos de metros de ancho y decenas de metros de espesor, que avanzan a velocidades mayores de 10 m/s, recorriendo así distancias de más de 100 km del punto en el que se originaron (Scott et al, 1987). Los lahares al ser una mezcla de agua con sedimento pueden transportar grandes volúmenes de material ya sea antes, durante o después de una erupción. A diferencia de los flujos de agua, los lahares adquieren velocidades de 5 a 15 m/s (18 a 54 km/hr) en los flujos de escombros y de 40 m/s (144 km/hr) en los lahares originados por flujos piroclásticos y oleadas piroclásticas (González, 2000). Los lahares se desplazan en forma de oleadas o pulsaciones ya sea en vertientes abruptas, en laderas con poca pendiente o en valles. Estos flujos se mueven rápidamente y recorren grandes distancias desde su origen, aumentando su tamaño y velocidad, por lo que su capacidad destructiva es alta, ya que llegan a arrancar árboles, a transportar carros u otros objetos que encuentran en su trayectoria (Scott et al, 1987). Los lahares con un volumen medio de material sólo avanzan decenas de kilómetros, mientras que aquellos de gran volumen pueden discurrir por cientos de kilómetros de donde se generaron. Los lahares con velocidades de 5 a 10 m/s que circulan por canales de poca profundidad ocasionan inundaciones y enterramientos, en tanto que los lahares con mayores velocidades y alterados por las irregularidades del terreno, se vuelven agitados y turbulentos, destruyendo todo a su paso (Pierson & Costa, 1987 en González, 2000). La capacidad erosiva de los lahares está relacionada directamente con la pendiente del terreno y las características del flujo. El grado de inclinación varía, ya que en flujos pequeños, gruesos y no confinados se puede erosionar en una superficie de 25°, mientras que en los flujos grandes de grano fino y confinados, la erosión puede darse a partir de 1° de pendiente. Sin embargo, esta capacidad se reduce y en terrenos planos llega a no ocurrir el desgaste del material (González, 2000). Cuando los lahares fluyen, la fuerza de su carga erosiona el sustrato por el que discurren, además, incorporan otros materiales como clastos, nieve, hielo, agua, vegetación y construcciones humanas que encuentran en su trayectoria, los cuales incrementan el volumen de los lahares en un proceso denominado acreción o bulking, alterando con ello las propiedades originales de los flujos (González, 2000). El emplazamiento del material lahárico es inducido por la disminución de la pendiente en el terreno, por la presencia de vegetación en los márgenes de canal, por la existencia de árboles o montículos rocosos en el cauce o por el choque del material contra cualquier objeto que obstruya su paso, frenando la fuerza de avance del lahar y haciendo que el Lahares en el volcán Popocatépetl Karla Rangel Ríos 3 material se acumule (González, 2000). Los depósitos de lahar son erosionados posteriormente por flujos de agua u otros lahares (Vallance, 2000). Los procesos considerados como lahares son el flujo de escombros (debris flow), el flujo lodoso (mud flow) y el flujo hiperconcentrado (hyperconcentrated flow) que pertenecen al grupo de la remoción en masa (figura 1.1), de los que se diferencian por el porcentaje de material sólido y por la cantidad de agua que contienen. Un lahar puede arrancar o depositar clastos a lo largo de su recorrido descendente, por lo que las proporciones de material sólido y líquido varían conforme aumenta la distancia a partir del origen (Hoblitt et al, 1995; Vallance, 2000). 1.1.2 Flujo de escombros Los flujos de escombros (debris flow) son mezclas de fragmentos rocosos y de otros materiales saturados con agua que se movilizan por la acción de la fuerza de gravedad. Están compuestos por dos terceras partes de sedimento heterométrico y una tercera parte de agua. La arena y la grava son los granos predominantes, y en menor proporción, la arcilla y los cantos rodados (Scott et al, 1987). Los mecanismos desencadenantes de los flujos de escombros son las avalanchas volcánicas, las explosiones freáticas y dirigidas, los flujos piroclásticos calientes, las oleadas piroclásticas y los flujos de lava, los cuales causan un súbito derretimiento del hielo y la nieve de un glaciar. También las lluvias intensas, los rompimientos de lagos cráter durante las erupciones volcánicas y la liberación de agua almacenada bajo una cubierta de hielo son generadores de lahares; tales mecanismos son favorecidos por laderas abruptas, canales con flancos inestables y vegetación dispersa o ausente que facilitan el descenso y la incorporación de material a la carga del flujo de escombros (González, 2000). En los flujos de escombros a su vez, se identifican dos tipos de flujo en función de la proporción de sedimento que contienen, los flujos granulares y los flujos lodosos. Los flujos granulares también denominados no cohesivos por su poco contenido de material arcilloso tienen una concentración menor de 3 a 5% de arcillas en el peso relativo del total de la mezcla y su consistencia es semejante a la del concreto húmedo (González, 2000). Los flujos granulares o no cohesivos son originados casi siempre por la movilización de materiales volcánicos recién emplazados que se mezclan con el agua de lluvias intensas, de lagos cráter y del derretimiento de la nieve y del hielo de un glaciar debido a una erupción (Hoblitt et al, 1995; Capra et al, 2004). En los flujos de escombros no cohesivos debido a su poca cantidad de arcillas sus materiales se encuentran débilmente unidos y en estado seco pueden excavarse fácilmente con una pala. De igual forma, el bajo contenido de la fracción arcillosa en los flujos granulares ocasiona que el sedimento de su carga se mezcle rápidamente con el agua que encuentra a su paso, por lo que ocurre una transformación a flujo hiperconcentrado a pocos kilómetros de su origen (González, 2000). El desgaste que realizan los flujos de escombros consiste en pulir las rocas del cauce y las que llevan en su carga, además, arrancan material del suelo e incorporan clastos que encuentran en su camino, es por eso que cambian el perfil transversal de los canales a la forma típica de U (González, 2000). Cuando un flujo de escombros incorpora grandes cantidades de agua y va depositando selectivamente el sedimento en su recorrido descendente, llega a convertirse en un lahar hiperconcentrado. Este hecho ocurre en los flujos de escombros granulares y sucede a pocos kilómetros del origen (González, 2000). Los depósitos de flujos de escombros canalizados por barrancos tienen espesores que van de 1 a 10 m, en tanto que el material de flujos de escombros no confinados y depositados en forma de abanicos aluviales o de terrazas alcanza un espesor de 1 a 2 m (González, 2000). La descripción textural de los flujos de escombros se basa en la cantidad relativa de grava, arena, limo y arcilla contenidos en el depósito. Si hay clastos del tamaño de la grava en contacto uno con otro, el depósito se refiere como soportado por clastos ode textura de clastos, en tanto, si existe un material del tamaño de la arena, el limo y la arcilla que separe a la grava se le denomina matriz, y se dice que es un depósito soportado por matriz (González, 2000). El material que conforma a los depósitos de los flujos de escombros es heterométrico. Sus depósitos tienen un espesor relativamente uniforme y siguen el contorno de la topografía. Un depósito de debris flow de una sola oleada puede medir de 50 cm a 2 m de espesor. Los depósitos característicos de los flujos de escombros son los levées, integrados con granos que van desde la arcilla hasta los cantos rodados y localizados a lo largo de los márgenes de los canales (Scott et al, 1987). Los levées de flujos de escombros granulares tienen una superficie abultada debido a que sobresalen los clastos más gruesos, son depósitos no consolidados y pueden excavarse fácilmente (Vallance, 2000). Lahares en el volcán Popocatépetl Karla Rangel Ríos 4 Figura 1.1 Clasificación de la remoción en masa según el contenido de agua y del tipo de clastos Aumento en la cantidad de agua MATERIAL COHESIVO (gran contenido de material arcilloso) Movimiento lento Movimiento rápido Desequilibrio Suspensión Agua Estabilidad Rocas Arrastre Desequilibrio Movimiento Movimiento rápido lento MATERIAL GRANULAR (poco contenido de material arcilloso) Incremento en la cantidad de rocas Fuente: Thouret y Lavigne, 2000. Formó: Karla Rangel Ríos. Tesis de Licenciatura, UNAM 2010. DESLIZAMIENTOS Fase uno del flujo FLUJOS GRANULARES FLUJOS LODOSOS FLUJOS DE ESCOMBROS AVALANCHAS DE ESCOMBROS FLUJOS HIPER- CONCEN TRADOS Fase dos del flujo FLUJOS DE AGUA CAÍDA DE ROCAS Lahares en el volcán Popocatépetl Karla Rangel Ríos 5 1.1.3 Flujo lodoso El flujo lodoso (mud flow) es una variante de los flujos de escombros, consta de dos terceras partes de sedimento que incluye roca, suelo y otros materiales saturados con un tercio de agua. Son movilizados por la acción de la fuerza de gravedad (Scott et al, 1987) y su contenido de partículas de arena, limos y arcillas es menor al 50% (Pierson & Costa, 1987 en González, 2000). Debe su nombre a la elevada concentración de partículas de arcillas, la cual es de 3 al 5% en el peso relativo del total de la mezcla, por lo que se le asocia con una granulometría de los finos, coloquialmente denominada lodo. Debido a la cantidad relativa de arcillas presenta cierta propiedad de cohesión, por lo que también se le conoce como flujo de escombros cohesivo (González, 2000). El flujo lodoso o flujo de escombros cohesivo inicia con la acumulación rápida de agua sobre un terreno donde existen sedimentos removibles, frecuentemente derivados del colapso de una parte del edificio volcánico, de material alterado hidrotermalmente o con intenso intemperismo, de ello resulta la relativa concentración de arcillas en el lahar. El agua puede provenir de lluvias intensas, del rápido derretimiento de la nieve o del hielo de un glaciar, que al mezclarse con la fracción sólida, forman suspensiones espesas que avanzan por los cauces de los ríos, de los valles o por las laderas de los volcanes (González, 2000). Debido al alto contenido relativo de arcillas en el flujo lodoso, el sedimento no se mezcla bien con el agua, por lo que no acontece la transformación y logran avanzar hasta 100 km sin sufrir alteración en sus propiedades sedimentológicas. En estado seco, los levées de los flujos lodosos poseen una superficie plana, se encuentran fuertemente unidos y por lo tanto, son difíciles de excavar con una pala (Vallance, 2000). 1.1.4 Flujo hiperconcentrado El flujo hiperconcentrado (hyperconcentrated flow) se origina de forma directa con una gran descarga de agua procedente del derretimiento glaciar, de una tormenta o del rompimiento de una presa que entra en contacto con material volcánico no consolidado. Este lahar puede agrandar el perfil de los barrancos y expandirse en superficies planas; es un lahar turbulento, genera burbujas y pequeños remolinos que le crean una superficie lisa de brillo aceitoso (González, 2000). El origen indirecto de este lahar se debe a la transformación de un flujo de escombros granular, el cual puede ocurrir con la dilución de la porción distal del flujo de escombros debido a la incorporación de agua que encuentra a su paso o por la selectiva depositación del sedimento. Es común en áreas volcánicas que los lahares originados por erupciones o por lluvias tengan una fase proximal de flujo de escombros granular y una fase distal de flujo hiperconcentrado (González, 2000). Los flujos hiperconcentrados suelen confundirse con los flujos lodosos, aunque se diferencian de ellos por el tamaño de grano que los constituye. Los flujos lodosos poseen un predominio de la arcilla, cuyo contenido es mayor de 3 a 5% del total de las fracciones arenosa, limosa y arcillosa, mientras que en los flujos hiperconcentrados, domina el contenido de la arena o grava en la proporción total de la granulometría (González, 2000). Si los flujos hiperconcentrados tienen un espesor considerable y los canales son profundos como en los barrancos, arrancan abundante material del fondo, mientras que en flujos de poco espesor en un canal de escasa altura, depositan rápidamente su material agrandando el fondo. La erosión que realizan estos flujos moldea canales con forma rectangular y paredes verticales (González, 2000). Los depósitos de los flujos hiperconcentrados pueden ser de dos tipos según el sector donde se encuentren. A lo largo del canal se acumulan los guijarros y los cantos rodados, mientras que en el margen del canal se concentra el grano fino como la arena, el limo y la arcilla, material que decrece a medida que aumenta la distancia del eje del canal, por lo que la superficie del depósito del margen tiene apariencia lodosa (González, 2000). Los depósitos característicos de los flujos hiperconcentrados son los emplazados a lo largo del margen del canal, denominados bermas, cuya superficie es moderadamente lisa, y su espesor oscila de centímetros hasta 2.5 m con una anchura comprendida en las decenas de metros (González, 2000). El tamaño medio de grano en los depósitos de flujos hiperconcentrados va de la arena media a gruesa, aunque los materiales emplazados a la mitad del canal son gravosos y llegan a encontrarse abundantes guijarros y cantos rodados (Scott, 1988 en González, 2000). Los depósitos de flujos hiperconcentrados están menos consolidados que los de flujos de escombros, aunque al excavarse con una pala muestran cierta resistencia, sin embargo, la fracción arenosa se desagrega completamente (Scott, 1988 en González, 2000). Lahares en el volcán Popocatépetl Karla Rangel Ríos 6 1.1.5 Clasificación de los lahares De acuerdo con la temporalidad de la erupción y el proceso desencadenante, los lahares se clasifican (figura 1.2) en sin-eruptivos, post-eruptivos y no eruptivos (Thouret y Lavigne, 2000; Lavigne y Thouret, 2000). 1.1.5.1 Lahares sin-eruptivos Son lahares originados durante una erupción volcánica, constituidos por material piroclástico mezclado con agua. Dada su relación directa con las erupciones volcánicas se denominan lahares calientes. Los depósitos son caóticos, acomodados en capas de sedimento grueso. El agua que los origina moviliza clastos procedentes de flujos piroclásticos, de oleadas piroclásticas o de avalanchas de escombros. La generación de lahares voluminosos ocurre con la liberación rápida de una gran cantidad de agua, por ejemplo, la proveniente del rompimiento de un lagocráter durante una erupción de magnitud considerable (Lavigne y Thouret, 2000). Hay dos variedades de lahares sin-eruptivos, los lahares primarios originados con el material volcánico que derrite el hielo o la nieve de un glaciar, o el desencadenado por la mezcla del material volcánico con el agua de los ríos o de los lagos cráter. La segunda clase son los lahares secundarios que se producen durante las erupciones y cuya fuente de agua proviene de las lluvias intensas. Se les llama secundarios porque la fuente de agua no procede del efecto de la erupción, sino de la lluvia que acontece en el transcurso de la misma (Thouret y Lavigne, 2000; Lavigne y Thouret, 2000). En los lahares primarios se distinguen cuatro mecanismos desencadenantes, los flujos piroclásticos que derriten la cubierta de nieve o de hielo de un glaciar, la tefra que cae sobre la superficie de un glaciar o de una cubierta de nieve y que también provoca una súbita fundición, las oleadas piroclásticas que fluyen sobre la capa de nieve o de hielo de los volcanes y las erupciones subglaciares que son magnificadas por la actividad geotérmica y que inducen el rompimiento de lagos glaciáricos (Thouret y Lavigne, 2000). En los lahares primarios se diferencia al sedimento movilizado en función de su tiempo de emplazamiento. El material volcánico que acaba de ser arrojado por una erupción se denomina nuevo depósito o sedimento primario, mientras que el material preexistente a la explosión y que es removido por el agua se conoce como depósito retrabajado o sedimento secundario (Thouret y Lavigne, 2000). 1.1.5.2 Lahares post-eruptivos También conocidos como lahares fríos; se integran por volúmenes de sedimento volcanoclástico arrojado en erupciones pasadas, que al mezclarse con el agua de las lluvias, desciende por acción de la fuerza de gravedad a través de las laderas volcánicas. No están relacionados con las fases eruptivas de los volcanes, porque su generación puede darse después de varios días, meses o años de acontecida la erupción. El mecanismo generador de este lahar es la mezcla de materiales volcánicos con la lluvia meteórica (Lugo, 1989; Thouret y Lavigne, 2000). Una vez iniciado este lahar intervienen otros factores que favorecen la incorporación de agua y de restos sólidos y son la morfología de la ladera, la topografía del terreno, una reserva considerable de agua estancada o de escorrentía, la disponibilidad de clastos removibles a lo largo de la trayectoria del lahar y la presencia de cubierta vegetal porque todo este material puede aumentar el tamaño del lahar y alterar las características sedimentológicas de los depósitos (Thouret y Lavigne, 2000). 1.1.5.3 Lahares no eruptivos Son lahares no relacionados con fases eruptivas, se producen en montañas y en volcanes extintos. Los mecanismos desencadenantes son el rompimiento de un lago cráter, de un lago glaciar, de una presa, el desbordamiento de un lago natural, de un río o las intensas lluvias. La fuente del sedimento puede ser la roca fragmentada, los depósitos morrénicos, coluviales y aluviales, el suelo o la cubierta vegetal (Thouret y Lavigne, 2000; Lavigne y Thouret, 2000). La mezcla de agua y del material sólido es movilizada por la acción de la fuerza de gravedad, que la hace descender por las laderas empinadas o la canaliza por el cauce de un río o escurrimiento, permitiéndole incrementar su tamaño y su capacidad de carga a través de la incorporación de material y de agua (Thouret y Lavigne, 2000; Lavigne y Thouret, 2000). El rompimiento de los lagos puede darse por una fisura en la pared interna debido a la erosión, a antiguas erupciones explosivas o al efecto de un sismo. En tanto que el desbordamiento de los lagos, las presas y los ríos es dado por la acumulación de agua de lluvias intensas. La peligrosidad de estos lahares radica en que pueden presentarse en cualquier lugar del mundo, con el simple hecho de reunir los cuatro elementos básicos para la generación de un lahar, por ello, son muy frecuentes y ocasionan grandes pérdidas económicas en las poblaciones que afectan (Thouret y Lavigne, 2000; Lavigne y Thouret, 2000). Lahares en el volcán Popocatépetl Karla Rangel Ríos 7 Figura 1.2 Clasificación de los lahares de acuerdo con la temporalidad de la erupción Lahares Sin-eruptivos Post-eruptivos No eruptivos Derretimiento de Lluvias intensas Desagüe de un nieve y hielo lago cráter Erupción que rompe Rompimiento de un un lago cráter embalse natural Lluvias intensas Por colapso Por desbordamiento Mezcla de clastos procedentes de avalanchas de escombros, flujos piroclásticos u oleadas piroclásticas con agua de escorrentía o estancada LAHARES PRIMARIOS LAHARES SECUNDARIOS LAHARES DE ORIGEN HIDROMORFOLÓGICO Fuente: Thouret y Lavigne, 2000. Formó: Karla Rangel Ríos. Tesis de Licenciatura, UNAM 2010. Lahares en el volcán Popocatépetl Karla Rangel Ríos 8 1.2 ACTIVIDAD VOLCÁNICA DEL POPOCATÉPETL 1.2.1 Cronología del volcán Popocatépetl El volcán Popocatépetl (figura 1.3) del náhuatl montaña que humea, se sitúa a 320 km de la Trinchera Mesoamericana y a 70 km de la ciudad de México (19°02’ N y 98°62’ W) en dirección sureste. El volcán Popocatépetl marca el límite sur de la Sierra Nevada, la cual se encuentra en la porción central del Sistema Volcánico Transversal (Robin, 1984; CENAPRED, 2003). Es un estratovolcán andesítico-dacítico de grandes dimensiones con 5,492 msnm (CENAPRED, 2003). La historia geológica del volcán Popocatépetl comprende cuatro etapas (Robin & Boudal, 1987; Boudal & Robin, 1989; Gómez y Zamorano, 2002). Las dos primeras etapas se relacionan con la formación del volcán primitivo Nexpayantla, integrado por un antiguo edificio compuesto. La tercera etapa incluye la creación de un cono moderno denominado volcán El Fraile. La cuarta abarca la formación del Cono Terminal que incluye al edificio volcánico actual del Popocatépetl (tabla 1.1 y figura 1.4). Existen depósitos de un evento tipo Bezymianny1 que indican la destrucción del volcán primitivo Nexpayantla y que separan las etapas I y II de la III y IV (Robin & Boudal, 1987; Boudal & Robin, 1989; Gómez y Zamorano, 2002). 1.2.1.1 Volcán Nexpayantla El volcán primitivo Nexpayantla constituye la etapa I de la creación del Popocatépetl y está integrado por un basamento de andesitas ácidas formado hace 1,000,000 de años antes del presente (período pleistocénico de la era cuaternaria). Paralelamente al desarrollo del cuerpo principal, se depositaron al sur flujos lávicos masivos, brechas y lahares de conglomerados. En el valle de Puebla estos depósitos ocupan las cotas de 1,200 a 1,400 msnm, mientras que en el Ventorrillo, localizado a 3.5 km del cráter actual, llegan a los 4,200 msnm (Robin & Boudal, 1987; Gómez y Zamorano, 2002). La etapa II de construcción del volcán Nexpayantla se caracterizó por lavas andesíticas y dacíticas, productos de magmas básicos que evolucionaron de menor a mayor viscosidad debido al largo ascenso que hicieron por el conducto principal hasta llegar a la superficie. Por esta razón, la 1 Erupción paroxísmica que libera una gran energía durante un lapso de tiempo muy corto. En tales eventos el edificio volcánico sufre cambios dramáticos en su fisonomía y se reduce en tamaño, dejando un enorme cráter en su lugar. También se le conoce como Santa Elena y es de las más destructivas. Culmina con un gigantesco derrumbe del edificio volcánico y el emplazamiento de una avalancha de escombros que viaja a grandes velocidades destruyendo todo cuanto encuentra a su paso. El resultado es un edificio volcánico ruinoso que crecelentamente antes de iniciar su ciclo. El círculo de lento desarrollo y rápida destrucción se repite hasta que se agota el sistema magmático. Cuando el volcán se extingue sus vestigios son removidos por el intemperismo y la erosión (Siebe et al, 1996). chimenea se obturó y desencadenó erupciones explosivas que produjeron extensos volúmenes de piroclastos no consolidados, de pómez y de lavas riodacíticas que indujeron un desequilibrio en la cámara magmática, la cual terminó por colapsar la mayor parte del edificio volcánico (Carrasco et al, 1986 en Gómez y Zamorano, 2002). Dicho evento eruptivo está relacionado con la explosión dirigida que destruyó una sección importante del cráter, iniciando con ello la etapa de creación de un aparato volcánico mayor, con un nuevo cráter de 2.5 km de diámetro (Carrasco et al, 1986 en Gómez y Zamorano, 2002). Siebe et al. (1995) han reconocido cuatro depósitos de avalanchas de escombros con edades que fluctúan entre 30,000 y 50,000 años antes del presente asociadas a esta actividad. En la actualidad tales materiales cubren un área de 300 km2 en la ladera sur del Popocatépetl (Robin, 1981 en Gómez y Zamorano, 2002). Hace 23,000 años sucedió una erupción tipo Santa Elena que cambió drásticamente la morfología del volcán y sus alrededores. En ese momento, el cono tenía una altura similar a la del actual, cuando un cuerpo magmático muy viscoso de grandes dimensiones ascendió y quedó emplazado dentro del edificio volcánico. Éste, al aumentar su volumen, provocó la inestabilidad de sus flancos y la ladera sur cedió ante la presión, lo cual culminó con un gigantesco colapso del edificio volcánico y una avalancha de escombros que llegó a más de 80 km de su origen (Boudal & Robin, 1989; Siebe et al, 1995). El desprendimiento de la ladera sur provocó una gran explosión magmática rica en gas que formó una columna eruptiva de más de 30 km de altura, parecida a un hongo. Los materiales de dicha erupción rellenaron el valle que drenaba la cuenca de México hacia el sur, reordenando así el sistema hidrológico de la región y elevando el nivel de los lagos en la cuenca (Siebe et al, 1995, 1996a, 1996b). El evento originó una caldera elíptica, actualmente conocida como el Anfiteatro, localizada entre los cerros Ventorrillo y Tlamacas (Robin & Boudal, 1987). 1.2.1.2 Volcán El Fraile Antiguas erupciones cataclísmicas se relacionan con fases destructivas de dos edificios que integran al moderno Popocatépetl, los volcanes El Fraile (etapa III) y el Cono Terminal (etapa IV) (Robin & Boudal, 1987; Boudal & Robin, 1989). La construcción del estratovolcán El Fraile se dio hace 15,000 años antes del presente y constituye la etapa III de formación (figura 1.4 y tabla 1.1), cuya dinámica eruptiva provino de una cámara magmática independiente del resto de las etapas anteriores, extendiendo su actividad volcánica en un área de 250 km2, entre una altitud de 3,600 msnm a 5,700 msnm (Robin & Boudal, 1987). En la actualidad, los relictos de Lahares en el volcán Popocatépetl Karla Rangel Ríos 9 Lahares en el volcán Popocatépetl Karla Rangel Ríos 10 Tabla 1.1 Resumen de la actividad volcánica del Popocatépetl Fuente: Palacios, 1996; Siebe et al., 1995, 1996a y 1996b; Cenapred, 2002 Elaboró: Karla Rangel Ríos. Tesis de Licenciatura, UNAM 2010. AÑOS ACTIVIDAD VOLCÁNICA 1,000,000 de años Se forma el volcán Nexpayantla. 23,000 a p Una gran erupción tipo Santa Elena (Bezymianny) destruye el volcán Nexpayantla. Los restos se encuentran bajo el actual volcán Popocatépetl, afloran en el barranco Nexpayantla. 15,000 a p Empieza a construirse el antecesor del volcán Popocatépetl, el volcán El Fraile. 14,000 a p Gran erupción freatopliniana del volcán El Fraile produce lluvias de ceniza y pómez sobre el Valle de México. 11,000 a p; 9,000 a p; 7000 a p Erupciones plinianas del volcán El Fraile ocasionan caída de ceniza y de pómez. 5000 a 3500 a p Destrucción del primer volcán Popocatépetl por grandes explosiones. El relicto está en la ladera norte del reciente Popocatépetl (Pico El Fraile). 3800 a 1200 a p El moderno volcán Popocatépetl empieza a edificarse (Cono Terminal). 3195 y 2830 a p Erupción pliniana del Precerámico Superior. 1200 a p Parcial destrucción del moderno Popocatépetl por una erupción tipo San Vicente. 800 y 215 a p Erupción pliniana del Cerámico Inferior. 675 y 1095 d n e Erupción pliniana del Cerámico Superior. 1350 (S XIV) Erupción con un importante flujo de ceniza. 1363 (S XIV) Fumarolas. 1504 y 1512 (S XVI) Episodios de flujos de ceniza. 1519 (S XVI) Erupción de flujo de ceniza seguida de actividad fumarólica. 1530 (S XVI) Termina actividad fumarólica. 1539 a 1549 (S XVI) Erupción moderada con caída de ceniza. 1571 (S XVI) Emisiones de ceniza. 1592 (S XVI) Fumarolas y emisiones de ceniza. 1642 (S XVII) Fumarolas y emisiones de ceniza. 1663 A 1697 (S XVII) Período eruptivo largo, principalmente caída de ceniza y flujos de lava andesítica. 1720 (S XVIII) Caída de ceniza. 1802 a 1804 (S XIX) Caída de ceniza. 1827 (S XIX) Caída de ceniza. 1919 a 1920 Erupción moderada. Explosiones esporádicas emiten ceniza y pómez. Formación de un pequeño domo de lava en el fondo del cráter. 1989 Incremento en la actividad fumarólica. 1992 Incremento en la actividad fumarólica. 1993 Incremento en la actividad fumarólica. 1994 Aumento considerable en la actividad fumarólica. 1995 Caída de ceniza. 1996 Crecimiento de un domo de lava al interior del cráter. Emisiones de ceniza de gran intensidad y explosivas. 1997 Erupción explosiva con una nube tipo pluma de más de 8 km, que provocó caída de ceniza en poblados cercanos al volcán y en la ciudad de México. Flujo de escombros que llegó a Santiago Xalitzintla. 1998 Emisiones de ceniza con sismos volcano-tectónicos y salidas de lava importantes. Lluvias de ceniza. Formación de un nuevo domo. Lanzamiento de fragmentos incandescentes. 1999 Exhalaciones y explosiones moderadas con lanzamiento de fragmentos incandescentes y caída de ceniza. Sismos volcano-tectónicos. 2000 Crecimiento de un domo. Posteriormente hubo exhalaciones y la destrucción del domo. Erupción importante en diciembre con actividad incandescente alta en el cráter y aumento considerable en el registro sísmico del volcán. 2001 Erupción que originó un flujo de escombros en enero. Exhalaciones de ceniza. Formación de un pequeño domo. a p; antes del presente d n e; de nuestra era Lahares en el volcán Popocatépetl Karla Rangel Ríos 11 Lahares en el volcán Popocatépetl Karla Rangel Ríos 12 este volcán se encuentran en el promontorio rocoso conocido como Pico del Fraile localizado a 1.5 km al noreste del cráter actual (Gómez y Zamorano, 2002). En esta etapa aconteció una erupción freatopliniana y tres plinianas. La freatopliniana ocurrió hace 14,000 años y ha sido la más violenta de las erupciones plinianas registradas en el volcán. Sucedió en el flanco noroeste donde originó un nuevo cráter cuyo vestigio actual es el promontorio rocoso llamado el Abanico (Siebe et al, 1995, 1996a, 1996b). Las erupciones plinianas sucedieron hace 11,000, 9,000 y 7,000 años antes del presente. Formaron enormes columnas eruptivas, constituidas por una mezcla de pómez y de ceniza rica en gases. Los materiales de caída produjeron depósitos de pómez y de ceniza que se extendieron en dirección de los vientos dominantes durante la erupción (Siebe et al, 1995, 1996a, 1996b). 1.2.1.3 Cono Terminal La etapa IV de la evolución del Popocatépetl comprende los últimos 4,000 años (período holocénico de la era cuaternaria) de formación del actual Cono Terminal, comúnmente llamado volcán Popocatépetl. Esta pequeña unidad se caracteriza por la asimetría de sus flancos, ya que al norte tiene laderas irregulares que se asientan sobre las ruinas del volcán Nexpayantla con una altura relativade 1,200 a 1,400 metros, y al sur, se encuentra una vertiente regular que alcanza los 2,500 metros de altura relativa (Robin & Boudal, 1987). Entre 3,800 a 1,200 años antes del presente la actividad fue efusiva principalmente, tornándose explosiva al aparecer eventos tipo San Vicente (Gómez y Zamorano, 2002) y ciclos eruptivos de menor intensidad que ocasionaron una alternancia entre los flujos de lava y las erupciones de ceniza y de pómez, las cuales acontecieron entre 900 y 450 años antes del presente (Siebe et al, 1996a). Durante la formación del Cono Terminal sucedieron tres erupciones plinianas. El fechamiento con C14 indica que éstas ocurrieron entre los años 3,195 ± 2,830, 800 ± 215 antes del presente y en 1,095 ± 675 de nuestra era. Los tres episodios acontecieron cuando ya existían asentamientos humanos en el centro de México, por ello se les nombró erupciones del Precerámico Superior, del Cerámico Inferior y del Cerámico Superior (Siebe et al, 1995, 1996a, 1996b). Dichas erupciones iniciaron con la emisión de pequeñas cantidades de ceniza y de flujos piroclásticos, seguidas de explosiones freatomagmáticas que se extendieron radialmente por las laderas del volcán a grandes velocidades, culminando con una fase paroxísmica de una columna pliniana con más de 25 km de altura, caída de pómez y emplazamiento de flujos piroclásticos al colapsarse la nube. Al final de cada erupción ocurrieron lluvias torrenciales que generaron lahares por las vertientes este del Iztaccíhuatl y del Popocatépetl, que provocaron inundaciones en las cuencas de los ríos Atoyac, Atlixco y Cuautla (Siebe et al, 1995, 1996a, 1996b). Las tres erupciones plinianas acontecidas en el tiempo histórico afectaron a la población de aquellos tiempos, la cual reflejó en sus leyendas y en su toponimia de pueblos, barrancos y otros elementos geográficos su percepción ante los eventos volcánicos del Popocatépetl. Los prefijos náhuatl “nex”, “xalli” y “nextli” significan ceniza, por ejemplo, Nexapa quiere decir “río de ceniza”, el término Nexpayantla alude al lugar “donde la ceniza cae” y “Xalli” que también significa arena pero refiriéndose a la ceniza cuyo tamaño es similar al de la arena, el cual aparece en los vocablos Xalitzintla (río de arena) y en Xalliquehuac (donde la arena se levanta) (Siebe et al, 1995). 1.2.1.4 Actividad del Popocatépetl de 1994 a 2001 1.2.1.4.1 Diciembre de 1994 a 1997 El 21 de diciembre de 1994 se produjo la primera emisión de ceniza después de 70 años de inactividad, provocando que los poblados más vulnerables del flanco noreste fueran evacuados. Al final de marzo de 1996, se formó un domo de lava en el fondo del cráter que estuvo acompañado de explosiones importantes, la mayor ocurrió el 30 de abril cuando 5 alpinistas perecieron al escalar el volcán (CENAPRED, 2002). El 30 de junio de 1997 aconteció una erupción a las 23:11 hrs. El radar doppler operado conjuntamente entre el USGS y el CENAPRED, mostró fuertes señales derivadas de una erupción explosiva que formó una columna de ceniza de 8 km. Durante las siguientes tres horas, fragmentos de pómez de 10 cm cayeron en Paso de Cortés y en el poblado de Amecameca, incluso la ciudad de México fue afectada por lluvia de ceniza emanada de dicha explosión (CENAPRED, 2002). Los materiales piroclásticos acumulados en el sector noreste del volcán y la coincidencia de intensas lluvias fueron clave para la generación de flujos y del flujo de escombros más importante registrado en la fase volcánica actual. Estos flujos se originaron en las cabeceras de los barrancos proglaciares y llegaron al poblado de Xalitzintla, a 12 km al noreste del volcán. Los días 3 y 4 de julio se detectaron nuevos flujos de uno o dos km de longitud, producidos por el colapso parcial de la columna eruptiva (CENAPRED, 2002). 1.2.1.4.2 Actividad volcánica en 1998 El 1° de enero de 1998 hubo una explosión acompañada de una columna de ceniza de 5 km. El 11 de febrero una exhalación ocasionó caída de ceniza en Santiago Lahares en el volcán Popocatépetl Karla Rangel Ríos 13 Xalitzintla y en San Nicolás de los Ranchos. El 21 de marzo otra explosión provocó caída de rocas incandescentes a 4 km del cráter y una lluvia de ceniza en distintas poblaciones poblanas. El 14 de agosto se registraron dos exhalaciones, la primera explosiva emitió una columna de ceniza de 4 a 5 km de altura sobre el cráter y la segunda ocasionó una lluvia de ceniza en San Pedro Nexapa y en Amecameca (CENAPRED, 2002). El 8, 21 y 23 de septiembre se produjeron exhalaciones explosivas y su material llegó a las localidades de Huaquechula, San Pedro Nexapa, Amecameca, San Lucas Tehuixitlán, Atlautla y Ozumba. El 19 de noviembre seis exhalaciones originaron una columna de ceniza de 3 km sobre el cráter (CENAPRED, 2002). 1.2.1.4.3 Actividad volcánica en 1999 Los días 12, 13, 18 y 20 de marzo ocurrieron explosiones ligeras con emisión de fragmentos incandescentes sobre el flanco norte del volcán que ocasionaron la caída de ceniza en los sectores noreste y sureste, alcanzando la ciudad de Puebla (CENAPRED, 2002). El día 7 de julio, la fusión del hielo y la nieve del glaciar norte dispararon pequeños flujos en los barrancos La Espinera y Tenenepanco. En septiembre cayó ceniza en Paso de Cortés, San Pedro Nexapa y Amecameca. Los días 3 y 4 de octubre hubo dos exhalaciones de 3 y 4 km de altura que provocaron caída de ceniza en Santa Cruz Cuauhtomatitla, Santa Catalina Cuilotepec, Ecatzingo, Ocuituco, Tetela del Volcán, Yecapixtla, Cuautla y Ciudad Ayala (CENAPRED, 2002). 1.2.1.4.4 Actividad volcánica en el 2000 El 17 y 18 de abril ocurrieron eventos menores con columnas de ceniza, y hacia finales del mes, el aumento en la temperatura ambiental provocó el derretimiento del glaciar y disparó algunos flujos que bajaron por los barrancos de la zona norte. El 16 de mayo una exhalación produjo una pequeña fumarola con ceniza y el 23 de mayo dos exhalaciones moderadas ocasionaron caída de ceniza. El día 24 se reportó un flujo de lodo y rocas con una altura de 70 cm y una anchura de 4 m en el puesto militar avanzado (CENAPRED, 2002). El 15 y 16 de diciembre la magnitud de los sismos, la elevada tasa de producción de lava y el crecimiento de un domo condujo a la evacuación preventiva de los habitantes aledaños al volcán. Los días 18 y 19 de diciembre una erupción de baja explosividad y larga duración lanzó grandes cantidades de fragmentos incandescentes a distancias de 5 y 6 km del cráter. Después del día 19, la actividad disminuyó, reiniciando el día 24 con la destrucción del domo que expulsó fragmentos incandescentes a distancias de 2.5 km del volcán y originó una columna de ceniza de 5 km de altura sobre el cráter (CENAPRED, 2002). 1.2.1.4.5 Actividad volcánica en el 2001 La actividad volcánica decreció en enero de 2001, aunque el día 22 a las 14:58 hrs un sismo volcanotectónico de magnitud 2.8 se registró al este del cráter. A las 15:15 hrs hubo una exhalación de vapor de agua que alcanzó 1 km de altura y a las 16:15 hrs comenzó una fuerte emanación de ceniza, cuya explosividad incrementó hacia las 16:23 hrs, cuando descendieron fragmentos piroclásticos y flujos de ceniza por varios barrancos del volcán, a 4 y 6 km del cráter (CENAPRED, 2002). Esta actividad originó un flujo de escombros de 7 m de anchura y 15 km de longitud, con la removilización de materiales piroclásticos y de pómez que se saturaron con el agua proveniente del derretimiento del glaciar (CENAPRED, 2002). 1.3 PROCESOS LAHÁRICOS EN EL VOLCÁN POPOCATÉPETL 1.3.1 Elementos que favorecen la generación de lahares en el volcán Popocatépetl La generación de lahares durante el actual período eruptivo del Popocatépetl ocurre en su vertiente noreste, debido a la presencia del glaciar localizado en la cara norte. Delgado y Brugman(1996) han señalado cuatro mecanismos desencadenantes de lahares en el volcán: La interacción de flujos piroclásticos incandescentes con la masa del glaciar provocaría un repentino deshielo de su superficie, particularmente en las zonas de grietas donde hay amplios sectores expuestos, fundiendo el hielo glaciar como ocurrió en el lahar de enero de 2001. Las explosiones dirigidas (directed blasts) que destruyan parcial o totalmente un domo de lava, arrojarían fragmentos de roca y materiales piroclásticos que arrasarían con el glaciar al fusionarlo. La mezcla de los clastos con el agua generaría flujos de escombros o hiperconcentrados, que en su trayectoria por la ladera volcánica, incorporarían otros materiales (suelo, rocas, árboles, etc.), aumentando su volumen y su capacidad para viajar por varios kilómetros antes de su emplazamiento. Tal fue el caso del lahar de San Nicolás, acontecido hace 1310 años antes del presente. El agua proveniente de lluvias intensas, del derretimiento glaciárico debido a la incidencia solar y a la Lahares en el volcán Popocatépetl Karla Rangel Ríos 14 depositación de piroclastos calientes, podrían saturar materiales volcánicos disparando lahares, que al descender por los cauces de barrancos, acrecentarían su tamaño al incorporar clastos volcánicos, coluviales, granos de suelo o de otros depósitos y vegetación que encuentren a su paso, como sucedió en el lahar de julio de 1997. Un eventual deslizamiento de la masa glaciar inducido por el aumento en la temperatura basal ocasionaría la fusión del glaciar, provocando el derrumbe del mismo. Este es un peligro inherente a las zonas próximas al volcán ya que alteraría el entorno ambiental y sus consecuencias serían a largo plazo. Por otro lado, la presencia de ciertos elementos geográficos también favorece la generación de lahares en la vertiente noreste del volcán Popocatépetl, a saber: El emplazamiento de un glaciar de montaña (llamado Ventorrillo) en la porción noreste del volcán que inicia a los 5,380 msnm y termina (línea de las nieves) a los 4,760 msnm. Este glaciar drena hacia el estado de Puebla (Delgado, 1996). La ladera este del volcán posee una red de barrancos que nacen en la cabecera del glaciar y favorecen el descenso de los flujos a través de las gargantas proglaciares Tenenepanco, La Espinera y Tepeteloncocone (fotos 1.1 y 1.2), funcionando como drenaje principal del área del glaciar (Palacios et al, 2001) y llegando hasta el cauce del barranco Huiloac, donde descienden todos los flujos originados en la sección noreste del volcán. La disponibilidad de agua procedente de precipitaciones nivales y pluviales o la derivada del derretimiento del glaciar y del permafrost que es inducido por la actividad volcánica y por la incidencia de la radiación solar. En todos los casos, el agua satura los sedimentos que rellenan el fondo de los barrancos proglaciares donde inician los lahares (Palacios et al, 2001). La abundancia de fragmentos rocosos no consolidados provenientes de flujos y oleadas piroclásticas, depósitos de caída (ceniza, pómez, escoria), de morrenas, coluviones y del suelo emplazados en el fondo de los barrancos son susceptibles de removilización con una suficiente cantidad de agua (Palacios et al, 2001). Un proceso desencadenante como la actividad volcánica que derrita el hielo del glaciar o la nieve del permafrost en cualquier época del año. La incidencia de los rayos solares en la primavera también ocasiona la fusión del hielo; en el verano y otoño los lahares pueden formarse por las lluvias intensas. Si las precipitaciones coinciden con un incremento en la actividad volcánica, también se generarían lahares en dicha estación (Delgado, 1997). 1.3.2 Lahares en la vertiente noreste del volcán Popocatépetl Considerando la temporalidad de los procesos laháricos acontecidos en el sector noreste del Popocatépetl se pueden dividir en tres períodos (Observación personal, 2002). El primer período es de los lahares prehistóricos originados en las erupciones plinianas del volcán El Fraile ocurridas hace 11,000, 9,000 y 7,000 años antes del presente. El segundo período es de los lahares históricos derivados de las erupciones plinianas del Cono Terminal, la 1ª acontecida entre 3,195 ± 2,830 años antes del presente y denominada del Precerámico Superior; la 2ª sucedida hace 800 ± 215 años antes del presente y llamada del Cerámico Inferior; y el 3er evento ocurrido entre 1,095 ± 675 y nombrado del Cerámico Superior. Por último, está el período de los lahares actuales disparados por la fase eruptiva que inició en el año de 1994. 1.3.2.1 Lahares prehistóricos Se formaron con ceniza y pómez procedentes de nubes tipo San Vicente de las erupciones plinianas del volcán El Fraile ocurridas hace 11,000, 9,000 y 7,000 años antes del presente. La ceniza y la pómez fueron removilizadas fácilmente por el agua a través de la pendiente de la vertiente, sus depósitos tienen espesores de 10 m o más y se localizan en el sector noreste del volcán, hacia la planicie poblana. Los depósitos se reconocen en las localidades de San Nicolás, Santiago Xalitzintla, San Buenaventura, San Andrés Calpan y San Mateo (Boudal & Robin, 1989). 1.3.2.2 Lahares históricos Se generaron en las tres últimas erupciones plinianas del Cono Terminal, las cuales coincidieron con lluvias torrenciales que produjeron los lahares (Siebe et al, 1995, 1996a, 1996b). En esta época, también aconteció el flujo de escombros de San Nicolás hace 1310 años antes del presente, el cual fue disparado por la explosión dirigida que sucedió en ese mismo año (Delgado y Brugman, 1996; González, 2000). 1.3.2.2.1 Lahares de erupciones plinianas Se formaron con el material volcánico acumulado de las erupciones plinianas del Cono Terminal, descendieron por la vertiente este del volcán Popocatépetl en velocidades estimadas de 50 km/h. Los lahares inundaron toda la cuenca de Puebla en un radio de 30 km y adquirieron una consistencia y fluidez semejante a la del concreto mojado debido a la incorporación de otros restos (Siebe et al, 1995, 1996a, 1996b). Lahares en el volcán Popocatépetl Karla Rangel Ríos 15 Lahares en el volcán Popocatépetl Karla Rangel Ríos 16 Estos lahares se generaron con las erupciones denominadas del Precerámico Superior (3,195 ± 2,830 años antes del presente), del Cerámico Inferior (800 ± 215 años antes del presente) y del Cerámico Superior (1,095 ± 675 de nuestra era), cuando ya existían asentamientos humanos alrededor del volcán Popocatépetl (Siebe et al, 1995, 1996a, 1996b). 1.3.2.2.2 Lahar de San Nicolás Fue originado por una erupción pliniana que destruyó un domo de lava formado en el cráter del volcán Popocatépetl, hace 1310 años antes del presente. El material de la oleada piroclástica se mezcló con el agua de fusión glaciar, iniciando un flujo que descendió por el barranco Huiloac y llegó a más de 60 km del origen. Sus depósitos han sido identificados en San Buenaventura Nealticán y San Jerónimo Tecuanipán. Se estima que el flujo inició a los 5,100 msnm y llegó a los 1,660 msnm, teniendo un desnivel de 3,440 m de altura relativa (González, 2000). Se clasifica como un flujo de escombros no cohesivo, integrado de clastos heterométricos subredondeados a subangulosos de andesita grisácea-rojiza y de pómez imbuidos en una matriz arenosa. Los depósitos del flujo de escombros consisten en tres oleadas, con espesores de 10 m en la zona proximal, 3 m en la parte media y más de 1 m en la zona distal (González, 2000). En la actualidad dichos depósitos afloran en las laderas del barranco Huiloac (foto 1.3). 1.3.2.3 Lahares actuales En la actual fase eruptiva del volcán Popocatépetl se han generado voluminosos flujos de escombros disparados por las erupciones acontecidas en junio de 1997 y en enero de 2001,