High-resolution gravity survey: Investigation of subsurface structures at Poás volcano, Costa Rica

Abstract

Bouguer gravity surveys have long been used to investigate sub-surface density contrasts. The main sources of error in previous surveys have been the determination of relative elevations of stations and the effect of topography (removed via the terrain correction). The availability of high precision Kinematic GPS data now facilitates generation of high-resolution Digital Elevation Models that can help to improve the accuracy of relative elevation determination and the terrain correction. Here we describe a highresolution gravity survey at Poás volcano, Costa Rica. Our gravity modelling identifies small pockets of magma at shallow depths which relate to successive magma intrusion through time and shows that the persistent degassing in the eastern part of the crater is related to local deformation at the top of the volcano and changes in the fracture network, rather than to the presence of a shallow magma intrusion.

Los estudios de gravedad de Bouguer se han utilizado desde hace tiempo para investigar los contrastes de densidad del subsuelo. Las principales fuentes de error en estudios anteriores han sido la determinación de las elevaciones relativas de las estaciones y el efecto de la topografía (eliminado mediante la corrección del terreno). La disponibilidad de datos GPS cinemáticos de alta precisión facilita la generación de Modelos Digitales de Elevación de alta resolución que pueden ayudar a mejorar la precisión de la determinación de la elevación relativa y la corrección del terreno. Aquí describimos un estudio de gravedad de alta resolución en el volcán Poás, Costa Rica. Nuestro modelado de gravedad identifica pequeñas bolsas de magma a poca profundidad que se relacionan con la intrusión sucesiva de magma a lo largo del tiempo y muestra que la desgasificación persistente en la parte oriental del cráter está relacionada con la deformación local en la cima del volcán y con cambios en la red de fracturas, más que con la presencia de una intrusión magmática superficial.