Jean-Philippe Eissenl,3Bernardo Beate2Minard L. Hal13

Alain Laraquel.4Bernard Francou5

Bol ívar Cáceres4Michel Monzier6

Joseph Cotten7Daniel Andrade3Catalina Cerón4,8Silvana Hidalg03

Teresa MuñoZ3

1 Instituí de Rechcrche paur leDéveloppement (lRD). casilla17-12-857. Quito. Ecuador.

2 Facultad de Geología, Minas yPetróleos, casilla 17-01-2759,Quito, Ecuador.

3 Instituto Geofísico/Departamento de Geofísica.Escuela Politécnica Nacional,Quito.

4 Instituto Nacional deMeteorología e Hidrología(INAMHl). Quito. Ecuador

5 IRD- LGGE. B.P. 96, 38402SaintMMartind'}-Ieres, Francia.

6 IRD, OPGC, 5 roe Kessler.63038 Clermont-Ferrand,Francia.

7 UMR 6538. Université deBretagne Occidentale, B.P. 809,29285 Brest, Francia.

8 Universidad Central del Ecuador,Quito.

it..

EL DESLAVE DEL 13 DE OCTUBREDEL 2000 DEL VOLCÁN EL ALTAR

A

ResumenEl desastre hidrogeoJógico del 13 octubre de 2000, fue provocado por el colapsoparcial de la cara norte del pica Monja Grande del volcán El Altar, este deslave deroca cayó en la Laguna Amarilla y generó una gigantesca ola de agua que viajó va-lle abajo en forma de un flujo de lodo destructivo. Debido al retroceso de 105glaRciares, similares avalanchas de roca podrfan ocurrir de nuevo en El Altar, pero seRrfan poco frecuentes.

AbstractThe hydrogeologic catastrophe of Octuber 13 of 2000 resulted of the partial callap-se of the northern face of the Monja Grande summit of El Altar vol cano. This rackavalanche impacted the "Laguna Amarilla" lake and generated a giant wave whichtravelled downstream as a destructive debris flow. Because of the glacial withdra-wal, similar rack avalanches might occur again at El Altar volcano, but very unfre-quently.

mhall@igepn.edu.ec

Jean-Ph iIippe. Eissen@ird.fr

INTRODUCCiÓN E l dfa 13 octubre de 2000. un desastre hidrogeológico ocurrió al formarseuna gigantesca ola de agua que viajó valle abajo siguiendo el cañón de losríos Collanes, Blanco, Chamba y Pastaza que provocó numerosos daños

hasta el Oriente. Este desastre tuvo su origen en la caldera del volcán El Altar.

El objetivo del presente trabajo es presentar el contexto geológico de este vol-cán y de describir los primeros resultados sobre el origen y el desarrollo de estedesastre hidrogeológico.

EL VOlCÁN EL ALTAR

Marco geolllorfológico

El Altar es un estratovolcán principalmente andesítico, localizado sobre la Cor-dillera Real del Ecuador, a unos 25 km al este de la ciudadde Riobamba(figu-

ra 1). Este volcán está apagado desde hace aproximadamente un millón de años.Su morfología actual es la de un cono volcánico bastante erosionado, truncado poruna caldera de avalancha en forma de herradura abierta hacia el occidente.

Las cumbres de la caldera incluyen seis picos cubiertos de nieve y hielo quealcanzan alturas sobre los 5 000 m (figura 2). Estas son, de Sur a Este y continuan-

!NVESTIGACIONES EN GEOCIENCIAS .VOLUMEN 1 .2004

El. DESLAVE DEL 13 DE OCTLBRE DEL 2000 DEL \'OLC:\\" EL ALTAR

J

PLACANAZCA

.'.2.3-445 Chinibano46 Putzalagua47 Sagoatoa48 Carihuairazo49 Puñatica50 Huisla51 Chimborazo52 Tungurahua"53 Igualata

54 Altar55 Sangay"a

2° Sb 78°W

Figura 1. Ubicación del \'olcán El Altar en la Cordillera Real {u Orientdl} del Ecuddor. NVZ: ¡"\orthf'rr1Volcdnic Zone; CVZ: Central Volcan;c ZrJne; SVZ: Southern; VolcJ,n;c Zone; ,-\\'2: Au~tral Vo!canic lo-neo 1- Volcanes cuaterndrios; 1 = Depó:-itos \'olcánicos dista les; 3 = Depósito:- \olcánicos Pliocéni-e05; 4 - Fallas: Am = .Ambato; G = GUdrdnda; Ld= Ldtacunga; Pu - PUYO;R= RiobJlllba; Te = TenJ.

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45

Figura 2. ,"apatopográfico del\/oIGÍn El ,Altar

con su morfolo-gía en hf'rradura.la ubicación delas lagunas y delas cumbrf>':i.

INsniUTO GEOFISICO.DEPARTA~.1ENTO DE GEOFISICA DE LA ESCUELA POLlTECNICA NACIONAL

5

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3 b.

dacita riolita Bajo-K

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46 SECCIÓN !: FENÓMENOS VOLCÁNICOS Y TEFROESTRATIGRAFfA

do hacia el Norte: "El Obispo"(-5330 m), "La Monja Grande"(-5310 m), "La Monja Chica"(5 154 m), "El Tabernáculo" (cum-bre Sur 5 209 m y cumbre Norte5 182 m), "Los Frailes" (cumbreSur-Este 5 196, central - 5 125 m yNor-Oeste 5245 m), y "El Canóni-go" (5259 mi. El fondo de la calde-ra está ocupado por un lago glaciar,de 1.1 km de largo y 574 m de an-cho, ubicado a una cota de 4 170msnm.

2

Observaciones realizadas duranteel siglo XVIII indican que los glacia- 1res ocuparon todo el interior de lacaldera y además llegaban hasta laspendientes superiores del valle de OCollanes. Pero, desde finales del si- 50glo pasado, se observó un importan-te retroceso de los glaciares del Al-tar, similar al ocurrido en otras par-tes del mundo. Restos de estos glaciares están presentesen cotas superiores a los 4 500 m, ubicados preferencial-mente en circos sobre la laguna. Avalanchas de hielo depequeña escala llegan comúnmente desde estos circoshasta el fondo de la caldera.

Marco geológico

La parte interior de la caldera consiste de una intru-sión de gabro-diorita ubicada en la parte norte (posible-mente se trata de los remanentes de una antigua cámaramagmática), la cual esta en contacto hacia la parte sur yeste con una ancha intrusión de riolita que presenta a sucontacto con los andesitas una facies vitrificada de tipoobsidiana. Como algunos diques de riolita están cortan-do a la intrusión de gabro-diorita, la segunda debe sermás antigua que la primera. El contacto dentro de las dosintrusiones sigue un límite sinuoso a nivel métrico peroes muy preciso a nivel centimétrico. Después de su em-plazamiento, la intrusión de riolita fue cortada por nume-rosas generaciones de diques de andesitas, más o menosporfiríticas, los cuales flleron los alimentadores de todoslas formaciones volcánicas superiores del edificio.

Todas las partes superiores del volcán están confor-madas por dos series sobrepuestas de brechas andesiti-cas, con episodios más o menos hidromagmáticos, quefueron emplazadas cuando el volcán era activo y proba-blemente bastante más alto que en la actllalidad. Los bre-chas están constituidas de una mezcla heterogénea debloques de lava andesiticas, más o menos vesiculadas, ymás o menos hidrotermalizadas, cementadas por una ma-triz más fina de partículas volcánicas. Estas brechas es-tán también cortadas por numerosos diques de andesitas,los cuales fueron también los alimentadores de todas lasformaciones volcánicas superiores del editicio.

INVESTIGACIONES EN GEOCIENCIAS . VOLUMEN 1 .2004

Alto-K-

rMedio-K

o lava de las brechasO flujo de lava

+ dique~ intrusión gabro-diorítica. intrusión riolítica

55

Figura 3. Diagrama KlO % versusSiOl % de los cinco prin-cipales grupos litológicos reconocidos en ElAltar. Resultados

obtenidos sobre 69 muestraS analizados en Brest, Francia.

Aparentemente, el final de esta actividad estuvo mar-cado por el colapso de una gran parte de su estructurahacia el oeste, formando de esta manera la caldera enforma de herradura, pero sin erupción asociada. Sin em-bargo, esta caldera ha sido agrandada por la acción ero-siva de los glaciares que fueron emplazados allí durantelas últimas glaciaciones, los cuales han erosionado pro-fundamente la caldera y la parte superior del valle deCollanes.

Marco geoqufmico

Las composiciones de las rocas del volcán El Altarvarían desde basaltos hasta riolitas principalmente en ellimite entre los campos de Medio-K y Alto-K. La mayo-ría de las brechas, flujos de lava y diques son andesíti-cos y parecen pertenecer a la misma serie geoquÍmica.Algunas de las muestras de la intrusión gabro-dioríticapresentan un fuerte enriquecimiento en K. La intrusiónriolítica se encuentra claramente fuera del grupo princi-pal de muestras. (figura 3).

EL DESLAVE DEL 13 DE OCTUBRE 2000Origen

El día viernes 13 de octubre 2000, poco después delas 6 de la mañana, una gigantesca ola de agua via-

jó valle abajo siguiendo el cañón de los ríos Collanes,Blanco, Chamba y Pastaza formando un flujo de lodo yprovocando numerosos daños inclusive en el Oriente.

EL DESLAVE DEL 1: DE OCTLBRE DEL 2000 DEL \'01.c..\" EL ALT:\R

Esta ola estu\.o acompañada por una crecida en los ríosChambo y Pasraza hasta aproximadamenre las 9 de lamaI1ana (lig. 4). Rápidameme, se encuentra el origen deeste desastre en la caldera del volcán El Altar. Observa~ciones realizadas después de ocurrido el desla\-e hanmostrado una destrucción casi total del cañón de losríos. relacionadas a la erosión de las pendiemes fuenes(lig. 5. derecha) y zonas de depósitos cuando la veloci-dad del tlujo fue baja Irig. 5. izquierda' tig. 9).

Este desastre ocurrió cuando un gran bloque de bre-chas andesíticas se derrumbó casi \erricaJmente desde lapared norte de la ~!onja Grande. justo debajo de la cum-bre (tlg. 6) (Hall el al.. 2000: Eissen el al.. 2001). Co-mo se mencionó arriba. todas las paredes superiores dela caldera de El Airar están constituidas por brechas \'01-cánicas hidromagmáticas. Estas rocas son por naturalezabastante inestables y están sujetas a desprendimientos.Además. el continuo proceso de congelación (durante lanoche) y descongelación (durante el día). aumenra la po-sibilidad de fracruración de la roca. lo cual favorece losdeslaves. Un agra\'ante adicional constituye la presenciade los numerosos diques. los cuales corran verricalmen-

47

Figura 4. Río Pastaza al nivel de laquebrada Ulba, cerca de Baño.;.Comparación del nivel del aguacon un caudal normal y durante lacrecida del derrumbe del 13 ocL2000 (toto~: J.-Ph. Eissen).

te las brechas. formando cuerpos tabulares inestahles. alo largo de las paredes de la caldera.

Cronología del deslave

:\ las 5h58 (hora local) del día \iernes 13 de octubre2000. el bloque de brechas se derrumbÓ desde la parednorte de la ~lonja Grande. Pocos segundos después. lamasa de rocas impactÓ la parre oriental de la laguna cal-dérica. denominada Laguna Amarilla. recorriendo unadistancia venical de 900 metros. Es posihle que el des-la\"t~haya impactado. levemente. al glaciar colganre dela misma pared. ubicado a una cora de 4600111. lo cualpudo haber causado un salro de la masa de roca (fig. 6derechaJ. El impacto del gran bloque provocÓla fnnna-ción de una gigantesca ola que desalojó un gran cantidadde agua de la laguna (1.5 a 3.0:dOó m:'). representan 10a 20 9é del \olumen toral de la laguna (rig. 7). La pri-mera y Ja mayor ola alcanzó una alrura de 125 111sobreel pared norte de la caldera. erosionando la morrena ]0-cal. y unos 50 m sobre la presa natUral. constituida porun sólido farallón de roca. Esta ola. y las olas sucesi\aserosionaron profundamenre las laderas uhicadas río aba-

1IIIfiIII', ---Figura 5. Izquierda: Confluenciadel río Blanco ¡bajando del Altdr)v del rio Chamba. Se nol.1 el de-po~íto de bloques debido di cam-bio de pendiente y la tormaciónde una rf'pre~d que formd una la-guna ternpordl ~obre el río Ch"inl-bo.

Derechd: Valle del río Colldne~¡agua.; abajo de Id caldera) total-

mente ero~ionddo hasta :~o J 40metro~ arriba del carlÓn del ríodebido a la old que bajó el 13 deoct. ~ooo. (tato.;: J. Ph. Eis.;enJ.

INSTITUTO GEOFISICO . DEPAF:TAf.,~ENTO DE GEOFISICA DE LA ESCUELA POllTECNICA NACIONAL

48 SECCIÓN 1: FENÓMENOS VOLCÁNICOS Y TEFRQESTRA TlGRAFÍA

Figura 6: Comparación de la parednorte del pica de la Monja Grandeantes (izquierda) y después (dere-cha) del derrumbe de esta pared el13 Ocl. 2000. Se nota el cambiode morfologia de la cumbre del pi-co y las dimensiones aproximadasdel bloque (250 m de ancho y250 m de alto). (fotos: J.-Ph. Els-"pn)

jo las cuales están constituidas de material morrénicosuelto (morrena de la Pequeña Edad de Hielo, siglosXVI-XIX).

especialmente en el lado norte donde fue principalmen-te orientado.

En menos de 2 minutos, la primera ola (cargada conmaterial adicional de suelo y lodo provenientes de laerosión del piso del valle de Collanes) avanzó hacia lasalida del valle alcanzando el cañón más angosto delmismo río. En su camino, arrasó tres de las cuatro ca-sas del Refugio "Capac Urca" (fig. 8), además de 80vacas y 23 caballos. En el fondo del valle de Collanes,se puede ver claramente que el flujo esmvo constimidode una zona central, muy cargada de bloques (con muypoco lodo) y de bordes laterales rico en Iodos y casi sinbloques.

Luego, esas olas avanzaron rápidamente a través delvalle de Collanes cubriendo los lados del valle con lodoy el fondo del mismo con abundantes bloques de más de10 m de largo hasta 1 m de diámetro, llegando a distan-cias de 300 y I 500 m, respectivamente, desde la salidade la caldera. El peso de un bloque de más de 10 m delargo es aproximadamente de 600 toneladas. Un bloquede este tamaño desplazado por la avalancha da una ideade la fuerza de carga de este tipo de flujos. Este despla-zamiento está confirmado por la observación de un rollode sedimentos, resultado de la deformación de los mis-mos delante de los bloques. El lodo llegó hasta una alm-ra de 20 m sobre el fondo del valle (cota 3950 msnm),

Figura 7. Batimetria de la laguna de la caldera del volcán ElAltar, calculada con 205 valores puntuales ubicados conGPS.

Largo (Este-Oeste): 1106 mAncho (Norte-Sur): 574 mProfundidad máxima: 52.3 m

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50~lm@ IRD-IN'AMHI-EPN

INVESTIGACIONES EN GEOCIENCIAS .VOLUMEN 1 .2004

EL DESLAVE DEL 13 DE OCTUBRE DEL 2000 DEL VOLCÁr-; EL ALTAR 49

Figura 8. Comparación del fondo del Valle de Collanes en el sector del refugio "Capac Urca" antes (izquierda) y des-pués (derecha) del flujo de lodo del 13 oc!. 2000 (fotos: ). Ph. Eissen).

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Figura 9. Perfil de los ríos aguas abajo del volcán El Altar con la pendiente (arriba), la altura (abajo), los horas apro-

ximadas de la crecida, y las dos principales zonas de depósitos (valle de Collanes y la confluencia del río Blanco y

del rro Chamba) ubicadas con las flechas.

Esta mezcla de agua y de lodo bajó a gran velocidadpor el angosto cañón del rio Collanes erosionando su cau-ce y terrazas hasta 30 m alrura (fig. 5 derecha) y conti-nuando su rápido descenso hacia Releche, Candelaria,Pungal y finalmente hasta llegar al río Chamba. Es en laúltima pane de trayecto del río Blanco donde se produje-ron la mayoría de las víctimas que llegó a un total de 13personas. Luego, en la unión del río Blanco con el Cham-ba, debido al ensanchamiento del valle y al quiebre dependiente, se depositó la mayor pane de la carga de blo-ques grandes formando una especie de abanico de escom-bros. Este abanico logró represar parcialmente las aguasdel río Chamba, formando una laguna de 1,5 km de largo(fig. 5 izquierda). La mezcla de agua y lodo avanzó aguasabajo por los ríos Chamba y Pastaza, llegando a la presade Agoyán, cerca a Baños, a las 08h58 (tiempo local),después de un recorrido de 62 km, para luego seguir sutrayecto hacia Puyo y la cuenca amazónica.

DISCUSiÓN

Esta clase de fenómeno narural no es muy común, pe-ro se presenta con una relativa frecuencia en todos

las regiones de montañas inestables en el mundo. Porejemplo, en el vecino Perú, tales desastres abarcandoglaciares y lagunas glaciares sumaron más de 50000muenos durante el siglo XX (Ames & Francou, 1995).

De similar manera, el 29 de marzo 1993, a las 9 dela noche, un gigantesco deslizamiento (con un volumenestimado de 20x 106m3) se produjo en el sur del Ecuadorsobre el río PaUle, en La Josefina, al este de Cuenca(Cadier el al., 1996; Léone el al., 1996; Rossel el al.,1996; Zevallos el al., 1996). Este de~lizamiento repre-só el río PaUle y provocó directamente 71 muenos. Seformó un lago de cerca de 200x 106m3 aguas arriba deldeslizamiento que inundó unas l 000 ha de una zona fér-til y poblada, con la destrucción de panes de la perife-

INSTITUTO GEOFíSICO. DEPARTAMENTO DE GEOFiSICA DE LA ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

50 SECCIÓN 1: FENÓMENOS VOLCÁNICOS Y TEFROESTRATIGRAFÍA

ria Este de Cuenca y de carreteras, ferrocarriles y unacentral termoeléctrica. La siguiente rotura de la presa deLa Josefina, el sábado 1 de mayo, y la propagación de laonda de crecida provocó un enorme flujo que destruyólos valles aguas abajo del río Paute hasta la presa deAmaluza que fue apenas salvada. En este caso, la pre-sencia de fallas en la zona, asociadas con fuertes lluviasy un factor antrópico por la explotación de canteras en labase del deslizamiento, jugaron un papel importante pa-ra producir esta gran catástrofe.

El deslave del volcán El Altar resulta de la conjun-ción de tres causas diferentes, de origen totalmente natu-ral:. La naturaleza de las rocas que conforman las partes

superiores del edificio (i. e. brechas poco consolida-das);. El continuo proceso de congelación y descongelación

que aumenta la posibilidad de fracturación de la ro-ca, lo cual favorece los deslaves;. El retroceso de los glaciares y la formación reciente

de la Laguna Amarilla (durante los últimos 50 años)dentro de la caldera del volcán.

Vale indicar que en la misma caldera del volcán ElAltar, ocurrió en el año 1953 un evento similar, pero demenor magnitud, ya que en este tiempo no existía una la-guna importante dado que los glaciares estaban ocupan-do gran parte del fondo de la caldera.

Por lo tanto, similares avalanchas de roca probable-mente podrían ocurrir de nuevo en El Altar, pero no se-rian muy frecuentes (en el orden de varios años o dece-nas de años).

Es imposible predecir el dónde y el cuándo de la ocu-rrencia de esta clase de evento natural, que también pue-de ser generado por un sacudón sísmico sentido local-mente con fuerza. Sin embargo, es importante conside-rar este fenómeno con el fin de planificar hacia el futu-ro.

INVESTIGACIONES EN GEOCIENGIAS . VOLUMEN 1 . 2004

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