Ciência e Tecnologia

Descoberta um novo tipo de erupção vulcânica

A forma como as erupções do vulcão Kīlauea, no Havaí, ocorreram em 2018 pode ter sido completamente nova

Erupción del volcán Kīlauea
Kīlauea Vulcão Havaiano (Mario Tama/Getty Images)

Diversas erupções explosivas no vulcão Kīlauea no Havaí em 2018 levaram os cientistas a analisá-las para descobrir que se encaixam em uma categoria completamente nova desses fenômenos naturais impactantes.

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Investigadores da Universidade de Oregon, do Serviço Geológico dos Estados Unidos e da Universidade Chinesa de Sichuan estudaram a dinâmica de 12 explosões consecutivas que ocorreram em 2018 no vulcão havaiano e descreveram um novo tipo de mecanismo de erupção vulcânica.

De acordo com a análise, as explosões foram impulsionadas por aumentos repentinos de pressão à medida que o solo desabava, lançando jatos de fragmentos de rocha e gás quente no ar, muito semelhante a um clássico brinquedo de foguete de pisão.

Na maioria dos casos, as erupções vulcânicas explosivas são causadas principalmente pela ascensão do magma, pela vaporização das águas subterrâneas ou por uma combinação de ambos, de acordo com Josh Crozier, que realizou esta pesquisa como estudante de doutorado na Universidade de Oregon e agora está na Universidade de Stanford, mas as erupções não se encaixam completamente nesse molde.

"O interessante dessas erupções é que ocorreram várias seguidas e muito semelhantes, algo relativamente incomum. Normalmente, as erupções vulcânicas não ocorrem com tanta regularidade"

—  Leif Karlstrom, vulcanólogo da Universidade de Oregon

Então, a equipe tinha mais dados do que o habitual para trabalhar e pôde aprofundar na dinâmica específica das erupções . Ao inserir todos esses dados em uma variedade de modelos atmosféricos e subsuperficiais, os cientistas montaram uma nova história sobre o que aconteceu em Kīlauea durante a cadeia de eventos em 2018.

Os pesquisadores comparam a dinâmica da erupção com um foguete de brinquedo, onde ao pisar em um saco de ar conectado a uma mangueira, um projétil é lançado ao ar.

“O ‘pisão’ é toda aquela camada de rocha com um quilômetro de espessura que cai para baixo, pressuriza a bolsa e depois força o material diretamente para cima”, explicou Crozier. “E o ‘foguete’ é, claro, o gás e as rochas que saem do vulcão”, acrescentou.

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O colapso das caldeiras é bastante comum, aponta Crozier. Portanto, embora esta seja a primeira vez que os cientistas detalharam especificamente este mecanismo específico de pisão-foguete, provavelmente não é a única vez que ocorreu.

O Metro conversou com Josh Crozier para saber mais sobre esse novo tipo de erupção.

5 perguntas para...

Josh Crozier, que realizou esta pesquisa como estudante de doutorado na Universidade de Oregon e agora faz parte da Universidade de Stanford.

P: O que te levou a analisar as recentes erupções do vulcão Kīlauea no Havaí?

- Quando essas explosões começaram em 2018, eu era um estudante de pós-graduação pesquisando a sismicidade do Kilauea. Estava claro que algo importante estava acontecendo com o vulcão, tanto do ponto de vista dos perigos quanto do ponto de vista científico. Os cientistas do Serviço Geológico dos Estados Unidos que monitoravam o vulcão estavam vendo indícios de que alguns modelos conceituais da atividade explosiva anterior do Kilauea poderiam não se aplicar aqui. Além disso, meus colegas e eu percebemos que esta era uma oportunidade para explorar como os penachos eruptivos atmosféricos se relacionam com os dados geofísicos com mais detalhes do que o habitual, já que o Kilauea é um dos vulcões mais bem monitorados do mundo.

P: Que tipos de erupções vulcânicas existiam antes da descoberta?

Existem muitos "tipos" de erupções vulcânicas, que envolvem diferentes tipos de magma e vão desde as efusivas até as altamente explosivas. Se nos concentrarmos nas erupções explosivas em particular, normalmente tem sido considerado que estas se situam em um espectro que vai do magmático ao freático, dependendo do que fornece a fonte do material erupcionado. As erupções magmáticas envolvem a ascensão de magma fundido que exala gás à medida que sobe, enquanto as erupções freáticas são impulsionadas pela água subterrânea que se converte em vapor e fragmenta a rocha da crosta.

P: Qual é a nova categoria de erupção vulcânica e em que se diferencia das outras?

O mecanismo de erupção "stomp-rocket" que analisamos no Kilauea não se encaixa no espectro magmático-freático. As explosões do Kilauea em 2018 foram diretamente provocadas pelo colapso da caldeira, que pressurizou uma bolsa sub-superficial de gás magmático acumulado e fragmentos de rocha e empurrou esse material para cima por meio de uma abertura eruptiva. Isso significa que as explosões ocorreram sem a necessidade de aporte de água subterrânea ou ascensão de magma.

P: Como é que esta nova categoria foi descoberta?

- Existem vários fatores-chave que apontam para o mecanismo do “pisão-foguete”. Um deles é que o material que entrou em erupção durante esses fenômenos era em sua maioria “clastos líticos”, ou seja, pedaços quebrados de rocha da crosta terrestre ou lava previamente resfriada, em vez de magma fundido “fresco” como ocorre em erupções magmáticas típicas. Na maioria dos casos, a falta de magma fresco poderia implicar em atividade “freática”, na qual a água subterrânea que se converte em vapor impulsiona as erupções, o que foi invocado para as erupções explosivas anteriores do Kilauea em 1924. No entanto, Paul Hsieh e Steve Ingebritsen (USGS) utilizaram simulações de águas subterrâneas para demonstrar que, em 2018, as rochas ao redor da abertura da cúpula deveriam ter estado muito quentes para a entrada de água subterrânea líquida no momento em que as explosões ocorreram. Por fim, os dados sísmicos, geodésicos e infrassônicos sugerem que a região da cúpula estava experimentando as primeiras etapas do colapso da caldeira durante esse tempo. Neste estudo, apresentamos a primeira evidência da ideia do “pisão-foguete”, combinando inversões sísmicas com simulações de plumas eruptivas e cotejando as restrições-chave dos dados geofísicos e atmosféricos.

P: - Como é comparada a dinâmica da erupção com a de um foguete de brinquedo?

Essas erupções são análogas a um foguete de brinquedo de grande porte que lança um foguete de espuma ao pisar em um balão cheio de ar. No Kilauea, o depósito era uma reserva de magma localizada a 1-2 km de profundidade sob o topo do vulcão, que havia sido drenado de modo que sua parte superior continha principalmente gás e restos de rocha em vez de magma líquido. O "pisão" ocorreu devido a um colapso abrupto da caldeira, no qual uma grande seção de rocha da crosta que cobria o depósito de magma deslizou repentinamente para baixo. Esse colapso pressurizou o gás e os restos de rocha, impulsionando-os para cima através de uma chaminé no topo para produzir as explosões.

Alguns tipos de erupções.

Erupções explosivas: estão situadas em um espectro que vai do magmático ao freático, dependendo do que fornece a fonte do material erupcionado.

Erupções magmáticas: envolvem a ascensão de magma derretido que expele gás à medida que sobe.

Erupções freáticas: são impulsionadas pela água subterrânea que se converte em vapor e fragmenta a rocha da crosta.

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