A model of diffuse degassing at three subduction-related volcanoes

Abstract

Radon, CO2 and δ13C in soil gas were measured at three active subduction-related stratovolcanoes (Arenal and Poas, Costa Rica; Galeras, Colombia). In general, Rn, CO2 and δ13C values are higher on the lower flanks of the volcanoes, except near fumaroles in the active craters. The upper flanks of these volcanoes have low Rn concentrations and light δ13C values. These observations suggest that diffuse degassing of magmatic gas on the upper flanks of these volcanoes is negligible and that more magmatic degassing occurs on the lower flanks where major faults and greater fracturing in the older lavas can channel magmatic gases to the surface. These results are in contrast to findings for Mount Etna where a broad halo of magmatic CO2 has been postulated to exist over much of the edifice. Differences in radon levels among the three volcanoes studied here may result from differences in age, the degree of fracturing and faulting, regional structures or the level of hydrothermal activity. Volcanoes, such as those studied here, act as plugs in the continental crust, focusing magmatic degassing towards crater fumaroles, faults and the fractured lower flanks.

Se midieron el radón, el CO2 y el δ13C en el gas del suelo de tres estratovolcanes activos relacionados con la subducción (Arenal y Poás, Costa Rica; Galeras, Colombia). En general, los valores de Rn, CO2 y δ13C son más altos en los flancos inferiores de los volcanes, excepto cerca de las fumarolas en los cráteres activos. Los flancos superiores de estos volcanes presentan bajas concentraciones de Rn y valores bajos de δ13C. Estas observaciones sugieren que la desgasificación difusa de gases magmáticos en los flancos superiores de estos volcanes es insignificante y que se produce una mayor desgasificación magmática en los flancos inferiores, donde las fallas principales y la mayor fracturación en las lavas más antiguas pueden canalizar los gases magmáticos hacia la superficie. Estos resultados contrastan con los hallazgos para el Monte Etna, donde se ha postulado la existencia de un amplio halo de CO2 magmático sobre gran parte del edificio volcánico. Las diferencias en los niveles de radón entre los tres volcanes estudiados aquí pueden deberse a diferencias en la edad, el grado de fracturación y fallas, las estructuras regionales o el nivel de actividad hidrotermal. Los volcanes, como los estudiados en este trabajo, actúan como tapones en la corteza continental, concentrando la desgasificación magmática hacia las fumarolas del cráter, las fallas y los flancos inferiores fracturados.