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Figura 1. Emisión de gas en el volcán Cotopaxi (foto: B. Bernard, 31/05/2018)
Las plumas volcánicas están compuestas por vapor de agua, SO2, CO2, H2S, HF y HCl, entre otras especies gaseosas. La dispersión de estos gases está controlada principalmente por la dirección y velocidad de los vientos. La emisión de gases volcánicos se puede producir tanto en periodos de reposo como durante erupciones volcánicas. Los gases volcánicos nocivos se encuentran típicamente en bajas concentraciones. Sin embargo, en la cercanía al cráter o en los lagos caldéricos o cratéricos, éstos podrían alcanzar concentraciones elevadas y producir molestias e incluso la muerte. Las variaciones en concentración o flujo de estas especies está generalmente ligada al ascenso de un magma nuevo rico en gases, por ello la vigilancia de estos gases es importante al momento de evaluar la actividad volcánica y su evolución a corto plazo.
Figura 2. Estación DOAS permanente midiendo el SO2 en el volcán Tungurahua (foto: B. Bernard, 01/05/2011). La estación (izquierda) y los paneles solares (centro) se encuentran cubiertos de una fina película de ceniza debido a la actividad eruptiva
El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional utiliza varios métodos e instrumentos para el monitoreo de gases volcánicos en Ecuador. El más utilizado es el DOAS (Espectroscopia de Absorción Óptica Diferencial por sus siglas en inglés). Este tipo de instrumento permite medir concentraciones de SO2 en la atmósfera comparando el espectro de la luz dentro y fuera de la pluma de gas. Los DOAS se instalan de manera permanente en la dirección preferencial del viento, de tal manera que la pluma volcánica pase por sobre ellos. Este método también se puede usar con instrumentos portátiles, conocidos como MobileDOAS, haciendo travesías bajo las plumas volcánicas, desde un automóvil, un helicóptero o un barco, dependiendo la configuración del volcán. Adicionalmente, el IGEPN cuenta con un MultiGAS y un FTIR que permiten medir razones de especies gaseosas como CO2/SO2, SO2/H2S para el primero, y SO2/HCl para el segundo. El MultiGAS requiere ingresar en la fumarola o la pluma para absorber el gas, mientras que se usa el FTIR en configuración solar, es decir, se lo instala de tal manera que la pluma quede entre el sol y el instrumento. Para la vigilancia se utilizan también sensores remotos instalados en satélites que indican la presencia de anomalías en las concentraciones de gases volcánicos en la atmósfera.
Figura 3. Medidas de gas SO2 con mobileDOAS en el volcán Cotopaxi (foto: B. Bernard, 24/08/2015)
En el caso de los lagos caldéricos o cratéricos se realizan campañas de mediciones de CO2 difuso a través del agua. Durante estas campañas se hace una malla de puntos de medición que cubre la superficie del lago para poder calcular la emisión total.
En ocasiones también se hace el muestreo de los gases directamente en las fumarolas o en las fuentes termales para analizar su composición en laboratorio.