Evolution and dynamics of the open-vent eruption at Arenal volcano (Costa Rica, 1968–2010): what we learned and perspectives

International audienceOn 29 July 1968, there was a violent reactivation of Arenal volcano. The resulting westward-directed lateral blast eruption left two villages destroyed and 78 people dead. The activity continued as a long-lasting, open-vent eruption that evolved into seven recognisable phases reflecting changes in magma supply, explosive activity and cone evolution, and ended in October 2010. Here, we review this activity, the geophysical approaches applied to understanding it and the open questions resulting from these insights. The eruptive dynamics were characterised by almost constant lava effusion, degassing, strombolian and vulcanian explosions and infrequent pyroclastic density currents. In this study, the total rock dense equivalent volume of lava and tephra erupted is calculated at 757 ± 77 Mm 3 , while the volume of the lava flow field is 527 ± 58 Mm 3 . Typical seismic activity included harmonic and spasmodic tremors, long-period events and explosion signals with frequent audible “booms”. The decline of the eruptive activity started in 2000, with a decrease in the number and size of explosive events, a shift from long to short lava flows along with the collapse of lava flow fronts and the subsequent formation of downward-rolling lava block aprons, the frequent growth of dome-like structures on the summit and a gradual decrease in seismic energy. Multiple geological and geophysical studies during this 42-year-long period of open-vent activity at Arenal resulted in many advances in understanding the dynamics of andesitic blocky lava flows, the origin and diversity of pyroclastic density currents and seismic sources, as well as the role of site effects and rough topography in modifying the seismic wavefield. The acoustic measurements presented here include two types of events: typical explosions and small pressure transients. Features of the latter type are not usually observed at volcanoes with intermediate to evolved magma composition. Explosions have different waveforms and larger gas volumes than pressure transients, both types being associated with active and passive degassing, respectively. This body of data, results and knowledge can inform on the type of activity, and associated geophysical signals, of open-vent systems that are active for decades.El 29 de julio de 1968 se produjo una violenta reactivación del volcán Arenal. La explosión lateral dirigida hacia el oeste dejó dos pueblos destruidos y 78 personas muertas. La actividad continuó como una erupción de larga duración a conducto abierto que evolucionó en siete fases reconocibles, las cuales reflejaron cambios en el suministro de magma, la actividad explosiva y la evolución del cono, y terminó en octubre de 2010. Aquí revisamos esta actividad, los enfoques geofísicos aplicados para entenderla, y las preguntas abiertas que resultan de este conocimiento. La dinámica eruptiva se caracterizó por una efusión de lava casi constante, desgasificación, explosiones estrombolianas y vulcanianas, e infrecuentes corrientes de densidad piroclástica. En este estudio, el volumen total de lava y tefra erupcionada en equivalente de roca densa se calcula en 757 ± 77 Mm 3 , mientras que el volumen del campo de lavas es de 527 ± 58 Mm 3 . La actividad sísmica típica incluía tremores armónicos y espasmódicos, eventos de largo periodo y señales de explosión con frecuentes bums audibles. El declive de la actividad eruptiva comenzó en el año 2000, con una disminución del número y el tamaño de los eventos explosivos, un cambio de coladas de lava largas a cortas, junto con el colapso de los frentes de colada de lava y la subsiguiente formación de abanicos de bloques de lava que se desplazaban ladera abajo, el crecimiento frecuente de estructuras tipo domo en la cima, y una disminución gradual de la energía sísmica. Los múltiples estudios geológicos y geofísicos realizados durante este período de 42 años de actividad a conducto abierto en el Arenal, dieron lugar a muchos avances en la comprensión de la dinámica de las coladas de lava blocosas andesíticas, el origen y la diversidad de las corrientes de densidad piroclástica y las fuentes sísmicas, así como el papel de los efectos de sitio sísmicos y la topografía accidentada en la modificación del campo de ondas sísmicas. Las mediciones acústicas presentadas aquí incluyen dos tipos de eventos: explosiones típicas y pequeños transitorios de presión. Las características de este último tipo no suelen observarse en volcanes con una composición de magma intermedia o evolucionada. Las explosiones tienen formas de onda diferentes y volúmenes de gas mayores que los transitorios de presión, y ambos tipos están asociados con la desgasificación activa y pasiva, respectivamente. Este conjunto de datos, resultados y conocimientos puede enseñarnos sobre el tipo de actividad y las señales geofísicas asociadas, de los sistemas a conducto abierto que permanecen activos durante décadas