Aplicación de la teoría de fragmentación/transporte secuencial a los depósitos de las erupciones de 1723 y 1963-65 del volcán irazu, costa rica. Caso de dispersión positiva y modelo fractal

Abstract

The Sequential fragmentation/transport theory (SFT), applied to grain size analysis of the deposits from the 1723 and 1963-65 Irazú volcano eruptions, showed an appreciable number of cases with positive dispersion, usually associated to particle aggregation. A new fractal dimension is proposed here to explain them as a secondary fragmentation process. This leads to a new fractal model of volcanic eruptive process, where the Hurst Coefficient and the power law exponent are included. Dispersion values near zero suggest the existence of lava pools. Results deduced from the model agree well with field observations.

Incorporación del modelo de Landau al modelo fractal de una erupción

“…Las vesículas, asociadas a valores positivos de γ (Brenes & Alvarado, 2013), también están en este ámbito (Sparks, 1978). Esta escala mesoscópica es lo suficientemente pequeña para observar como continuas las variaciones de los dominios cristalinos, pero lo suficientemente grande como para que hayan suficientes moléculas para que el pará-metro de orden tenga, aunque aproximadamente, un significado termodinámico.…”

“…En un trabajo posterior (Brenes & Alvarado, 2013) se complementó ese análisis sistematizando los casos con dispersión positiva, proponiéndose que no es un producto de agregación de partículas en vuelo, sino que corresponden a una fragmentación secundaria a la que se le pudo asignar una segunda dimensión fractal. Se incluyó asimismo una manera de calcular el coeficiente de Hurst asociado a cada sub-población.…”

Erupción del volcán de fuego (Guatemala, 1974): ¿Evidencia de una fragmentación terciaria?

“…La propuestas de que sub-poblaciones con dispersión positiva puedan deberse a fragmentaciones secundarias, y no a agregaciones (Brenes & Alvarado, 2013), sugirió un patrón en los datos de cenizas finas y muy finas incluidas en Rose & Durant (2009). El análisis muestra que es posible que una porción de las partículas que sufren fragmentaciones secundarias (SEC1) pueda a su vez fragmentarse y dar origen a las sub-poblaciones TER1 y TER2, tal y como lo predice una extensión lógica de los resultados presentados en Brenes y Alvarado (2013).…”

“…La introducción de una nueva dimensión fractal (Brenes & Alvarado;2013) permite distinguir entre eventos que involucran magma efusivo de aquellos con magma explosivo. Si ambos casos se analizan conjuntamente con ayuda de la relación de Mandelbrot, D + H = n + 1, se puede definir el coeficiente de Hurst, o de rugosidad, por medio de H = 1 -|γ|, el que se asocia a procesos eminentemente magmáticos ( 0 < H < 0,5 ) o antipersistentes, o bien a los básicamente freatomagmáticos, o persistentes ( 0,5 < H < 1).…”

Aplicación de la teoría de fragmentación/ transporte secuencial a los depósitos de las erupciones de 1723 y 1963-65 del volcán Irazú, Costa Rica. Caso dispersión negativa

“…La coherencia del análisis puede ser comprobada definiendo un parámetro de fragmentación (Φ Moda / γ) que al graficarse contra la moda de cada población, según lo describe , genere una línea recta que pasa cerca del origen con pendiente negativa. Aquellos resultados con dispersión positiva se analizan en un segundo trabajo (Brenes & Alvarado, 2013). En nuestro caso, aún cuando la composición química del Irazú y el origen multigenético de sus tefras es muy singular (Alvarado et al, 2006), se obtiene una recta con pendiente negativa que pasa cerca del origen, con R 2 > 0,9, como predice la teoría.…”