Enterrado profundamente: pista sobre atividade vulcânica pode melhorar as previsões de erupções

As erupções vulcânicas são imprevisíveis e representam um perigo significativo para as pessoas que vivem próximo de um vulcão e para o meio ambiente circundante. Embora existam alguns sinais de alerta, ainda é difícil saber quando um vulcão poderá entrar em erupção.

As previsões baseiam-se na atividade do próprio vulcão e nos poucos quilômetros superiores da crosta, que contêm a rocha derretida. No entanto, uma nova pesquisa sugere que cavar mais fundo, cerca de 20 quilômetros abaixo da superfície da Terra, poderia melhorar a previsão da atividade vulcânica e ajudar a salvar vidas.

Cavando profundamente

A pesquisa demonstra a importância de procurar pistas nas profundezas da crosta terrestre, no ponto onde as rochas se fundem pela primeira vez em magma, antes de ascenderem às câmaras mais próximas da superfície. Pesquisadores do Imperial College de Londres e da Universidade de Bristol revisaram dados de 60 das erupções vulcânicas mais explosivas, abrangendo nove países: Estados Unidos, Nova Zelândia, Japão, Rússia, Argentina, Chile, Nicarágua, El Salvador e Indonésia.

"Observamos vulcões ao redor do mundo e nos aprofundamos em estudos anteriores, que se concentravam em câmaras subterrâneas rasas onde o magma é armazenado antes das erupções", explica Catherine Booth, pesquisadora do Departamento de Ciências da Terra e Engenharia do Imperial College. "Estamos focados em compreender os depósitos de origem de magma nas profundezas dos nossos pés, onde o calor extremo derrete a rocha sólida em magma a profundidades de 10 a 20 quilômetros", disse ela.

Combinando dados do mundo real com modelos informáticos avançados, os pesquisadores estudaram a composição, estrutura e história das rochas nas profundezas da crosta terrestre. Também analisaram dados de vulcões ativos para compreender como o magma se acumula e se comporta nas profundezas do subsolo antes de ascender através da crosta terrestre até aos vulcões. As simulações se assemelharam às complexidades do fluxo e armazenamento de magma nas profundezas da Terra, oferecendo novas perspectivas sobre o que impulsiona as erupções vulcânicas.

"Ao contrário do que se acreditava anteriormente, nosso estudo sugere que a flutuabilidade do magma, e não a proporção de rocha sólida e derretida, é o que impulsiona as erupções", afirma Booth. “A flutuabilidade do magma é controlada pela sua temperatura e composição química em comparação com a rocha circundante; À medida que o magma se acumula, a sua composição muda para o tornar menos denso, tornando-o mais “flutuante” e permitindo-lhe subir. Uma vez que o magma se torna flutuante o suficiente, ele sobe e cria fraturas na rocha sólida sobrejacente, e então flui através dessas fraturas muito rapidamente, causando uma erupção”, explica ela.

Comportamento do magma

Os pesquisadores também estudaram como o magma se comporta quando atinge câmaras subterrâneas mais rasas, pouco antes de entrar em erupção. O período de tempo que o magma ficou armazenado foi um fator; quanto mais tempo foi armazenado, menor foi a erupção. O tamanho dos depósitos também é fundamental para prever com precisão o tamanho de uma erupção: em vez de alimentar erupções explosivas, grandes reservatórios dispersam o calor, retardando a produção de magma.

As descobertas sugerem que as erupções raramente são isoladas e, na verdade, fazem parte de um ciclo repetitivo. Além disso, nos vulcões estudados, o magma apresentava alto teor de sílica, composto natural que desempenha um papel na determinação da viscosidade e explosividade do magma. Magma com alto teor de sílica tende a ser mais viscoso e explosivo.

"Ao melhorar a nossa compreensão dos processos por trás da atividade vulcânica e ao fornecer modelos que esclarecem os fatores que controlam as erupções, o nosso estudo é um passo crucial para um melhor monitoramento e previsão destes poderosos eventos geológicos", afirma Matt Jackson, professor do Departamento de Ciências da Terra e Engenharia do Imperial College.

Mas houve algumas limitações no estudo, acrescenta Jackson: “O nosso modelo centrou-se na forma como o magma flui para cima, e os reservatórios de origem no nosso modelo continham apenas rocha derretida e cristais. No entanto, há evidências de que outros fluidos, como água e dióxido de carbono, também são encontrados nesses reservatórios-fonte, e que o magma pode girar e fluir lateralmente”.

O refinamento dos modelos para incorporar fluxos tridimensionais e diferentes composições de fluidos ajudará os pesquisadores a determinar os processos responsáveis pelas erupções vulcânicas, melhorando assim as previsões, protegendo as comunidades e ajudando a mitigar os riscos ambientais.

Referência da notícia:

Booth, C. A. et al. Source reservoir controls on the size, frequency, and composition of large-scale volcanic eruptions. Science Advances, v. 10, n. 19, 2024.