El depósito de caída de tefra de la erupción de 2011-2012 del Complejo Volcánico Puyehue-Cordón Caulle (Andes del Sur) Influencia del número de mediciones de campo en la construcción de isopacas y la estimación del volumen

Abstract

Estimating tephra fall volumes is critical for assessing the impacts of explosive eruptions calculating eruption source parameters (ESPs). Estimates are subject to uncertainties that span from measuring deposit thicknesses to the different volume integration models implemented. In this sense, the number of field control points (FCPs) may produce variable volume outputs. In this contribution, we use a high-resolution dataset consisting of 270 FCPs to assess the 2011-2012 Puyehue-Cordón Caulle sub-Plinian tephra volume (previously estimated at 0.5–1.5 km3). We used a suite of randomly selected sub-datasets of FCPs ranging from 10 to 250. Hand-drawn isopachs were then integrated by the exponential and Weibull methods, with the goal of determining a minimum sample size to obtain volume estimation with little or no variation compared to the full dataset. Obtained bulk volumes range from 0.91 to 22.7 km3. However, the estimates converge to 1.15 ± 0.05 km3 when all the dataset is used, which is similar to results using c. 400 FCPs in the literature. Therefore, datasets of 89 and 60 samples for exponential and Weibull models, respectively, yield tephra fall volume estimates similar to considering the whole dataset. Notably, a small number of FCPs (50-70) generally produces volume overestimation to ≥30 % using the exponential method. Increasing FCPs yield more accurate isopach maps, while data distribution is important for volume uncertainty as medial observations account for larger volumes than the distal ones. These results provide new insights on the uncertainties associated with interpreting ESPs from tephra fall deposits.La estimación de los volúmenes de caída de tefra es fundamental para evaluar los impactos de las erupciones explosivas y el cálculo de los parámetros eruptivos de la fuente (PEF). Las estimaciones están sujetas a incertidumbres que abarcan desde la medición del espesor de los depósitos hasta los diferentes modelos de integración de volúmenes implementados. En este sentido, el número de puntos de control de campo (NPCs) puede producir resultados de volumen variables. En esta contribución, utilizamos un conjunto de datos de alta resolución consistente en 270 NPCs para evaluar el volumen aparente de tefra sub-Pliniano de Puyehue-Cordón Caulle 2011-2012 (previamente estimado en 0,5-1,5 km3). Se utilizó un conjunto de sub-datos seleccionados aleatoriamente de NPCs que oscilaban entre 10 y 250. A continuación, se integraron isopacas dibujadas a mano mediante los métodos exponencial y de Weibull, con el objetivo de determinar un tamaño de muestra mínimo para obtener una estimación estable del volumen de caída de tefra en comparación con el conjunto de datos completo. Los volúmenes obtenidos oscilan entre 0,91 y 22,7 km3 aunque convergen en 1.15 ± 0.05 km3 cuando se utiliza todo el conjunto de datos, lo que es similar a los resultados obtenidos utilizando ca. 400 NPCs en la literatura. Por lo tanto, los conjuntos de datos de 89 y 60 puntos para los modelos exponencial y Weibull, respectivamente, arrojan estimaciones del volumen de caída de tefra similares al conjunto de datos completo. En particular, un pequeño número de NPCs (50-70) generalmente produce una sobreestimación del volumen ≥30 % usando el método exponencial. El aumento de NPCs produce mapas de isopacas más precisos, mientras que la distribución de los datos es importante para la incertidumbre del volumen, ya que las observaciones mediales representan volúmenes mayores que las distales. Los resultados aportan una nueva visión sobre las incertidumbres asociadas a la interpretación de los PEFs de los depósitos de caída de tefra