Vulcanismo

 Fonte: http://www.google.com/

    

     Quando nos deparamos com uma erupção vulcânica, estamos diante de uma grande fonte de observação científica das entranhas da Terra, com a liberação espetacular de parte de seu calor interno acumulado através do tempo.

     Episódios desse evento ocorrem desde o início da evolução do planeta, tendo papel essencial na geração da vida, dado que milhares de erupções a 4 bilhões de anos proporcionaram grandes volumes de água, gás carbônico e outros elementos químicos, formando os primeiros oceanos e a atmosfera primitiva (originalmente uma mistura tóxica de hidrogênio, metano, amônia e água) que permitiria a formação, mais tarde, das substâncias essenciais para o desenvolvimento dos primeiros organismos vivos. Também foram importantes na Lua, Marte e Vênus, onde modelaram gradualmente suas superfícies em diferentes épocas geológicas.

     Atualmente, ao mesmo tempo que a humanidade desfruta da beleza das paisagens dos vulcões quando dormentes, sofre seus terríveis efeitos destrutivos enquanto estão em atividade. Uma aparente quietude de um vulcão para nós decorre unicamente do fato de não ter havido nenhum relato histórico da sua erupção. Nada impede que um vulcão considerado "extinto" por longos anos, situado porém numa região de vulcanismo não aparente, possa entrar em atividade no futuro, tendo em vista a ciclicidade da evolução geológica terrestre.

     As rochas, magmas, e as interações necessárias para descrever toda a seqüência de eventos desde a fusão até a erupção consituem um geossistema vulcânico.

Geossistema vulcânico

     À medida que se aprofunda ao interior da Terra, a pressão se dá em um aumento gradual devido ao peso dos sistemas sobrejacentes. A temperatura também segue aumentando, resultado de diferentes processos de transferência de calor a partir do núcleo. Dessa forma, estudos indicam que a astenosfera (definida no tópico Conceitos Básicos) é suficientemente quente para que as rochas comecem a fundir, ou seja, tornem-se magma. Mas a dinâmica interna pode favorecer até mesmo a crosta para servir como uma fonte de magma.

     O material de rocha fundida ascende por um "sistema de encanamentos" (fendas e condutos) à litosfera, como conseqüência da sua menor densidade com relação às rochas ao redor, formando o que se denomina uma câmara magmática, um reservatório subterrâneo de magma geralmente em locais pouco profundos da crosta. As erupções ocorrem por meio de uma chaminé (conduto em forma de cano) e de condutos laterais, em ciclos repetidos. São então gerados alguns tipos de erupções, que dependem da composição do magma, dentre as quais estão as explosivas e efusivas.

Link: Um aprofundamento sobre magma e rochas vulcânicas

Erupções explosivas e efusivas

     Em diferentes regiões de vulcanismo, pode-se observar um comportamento variado das formas de erupções. Umas se dão de uma forma mais violenta, com forte explosões e formação de uma coluna vertical de material piroclástico (fragmentos de rochas, cinzas e partículas quentes), e são chamadas explosivas. Outras chegam à superfície de forma mais lenta, constituindo derrames de lava (magma que chega à superfície), denominadas efusivas.
     A violência de uma erupção explosiva deve-se à intrusão de um magma de caráter mais viscoso, com alto teor de gases dissolvidos (principalmente H₂O e CO₂), manifestando-se como uma expansão e movimentação lenta de bolhas a medida que a pressão diminui na ascenção do magma a profundidades mais rasas. Como resultado, ocorre o confinamento e retardamento do escape de gases internos do magma até que as pressões atingem níveis tão altos que conduzem à desestabilização do vulcão e à grande explosão.

Fluxo Piroclástico descendo a vertente do vulcão Mayon, Filipinas, em 1984 (Fonte: http://www.dicionario.pro.br/dicionario/index.php/Fluxo_pirocl%C3%A1stico)

     Na erupção efusiva, o magma é bem menos viscoso, com baixo teor gases. As bolhas formadas com a descompressão não tem tempo de crescer o suficiente, sua rápida movimentação leva-as rapidamente à superfície e estouram. Ocorre, portanto, um derrame de lava que pode fluir por grandes extensões com uma pequena espessura.

Fonte: http://www.google.com/

     Há também ocorrências em que uma erupção explosiva é seguida de uma efusiva, ou seja, uma erupção mista. Isso acontece porque, na erupção incial, grande parte dos gases são expulsos do sistema e o magma que ainda ocupa a câmara magmática se torna menos viscoso (passa a ter poucas bolhas), terminando com um derrame de lava.



Cinzas e lama do vulcão misto Vesúvio sepultaram Pompéia em 79, data em que se encontrava inativo há 1500 anos. (Fonte: http://www.dicionario.pro.br/dicionario/index.php/Fluxo_pirocl%C3%A1stico)



Estrutura vulcânica

Alguns dos riscos vulcânicos capazes de provocar mortes e destruir propriedades. (Fonte: http://www.google.com/)

Efeitos do vulcanismo no meio ambiente

     Erupções vulcânicas adicionam enormes quantidades de material particulado e gases à atmosfera. Há evidências de que elas afetam o clima em curtos períodos de tempo e possivelmente influenciam as alterações de longa duração, inclusive no aquecimento global. Isto poderia causar no futuro, por exemplo, o degelo das calotas polares com conseqüente subida do nível dos oceanos, trazendo efeitos catastróficos para cidades como o Rio de Janeiro, Buenos Aires, Tóquio, Los Angeles e Nova York, entre outras tantas situadas em litorais. Entretanto, a reconhecida abundância do CO₂ nos gases vulcânicos não é suficiente para contribuir significamente com o efeito estufa.

     O maior impacto dos gases vulcânicos se dá pela liberação de cinzas e SO₂. Este gás se transforma em ácido sulfúrico pelos raios solares que interagem com o vapor de água da estratosfera para então formar camadas de aerossóis — constituídas por pequenas partículas e/ ou gotículas, por sal marinho e poeira silicática de origem diversa (marinha, erupções vulcânicas, incêndios florestais, grandes tempestades de poeira, fumaça industrial, etc.) — que ficam por muito tempo em suspensão entre altitudes de 15 a 30km, onde não há nuvens e chuva para uma lavagem, interceptando a luz solar e diminuindo a temperatura da superfície terrestre e da própria atmosfera.

     Como exemplo, a erupção Laki (Islândia), no ano de 1783, que além de gerar o maior derrame vulcânico da história recente da Terra (lembre-se, no tempo geológico!), liberou uma gigantesca quantidade de gás que envolveu completamente esta ilha e uma grande parte da Europa Setentrional, durante vários meses. Denominada de neblina seca, essa nuvem era muito rica em flúor, um gás altamente corrosivo, que se condensou na forma de chuva ou em partículas de cinza, vindo finalmente a se depositar sobre a grama e campos de cultivo, poluindo rios e lagos pelo excesso de flúor. Em conseqüência, mais de 230.000 reses morreram, causando falta de alimento para os 10.000 habitantes da Islândia. Em outro exemplo, relatos históricos sobre Krakatoa (um dos integrantes de um grupo de cones vulcânicos no interior de uma caldeira situada entre Java e Sumatra) revelam que a explosão equivale à liberação instantânea de uma energia de cerca de 5.000 vezes maior que a bomba de Hiroshima.



Krakatoa (Fonte: http://www.google.com/)



Regiões tectônicas de maiores ocorrências

     O vulcanismo encontra-se associado principalmente a limites de placas. Zonas de subducção são aquelas em que uma placa oceânica, que tem maior densidade em função da sua composição, afunda sob uma placa continental, de menor densidade. A água do mar permanece presa entre os grãos do sedimento em descida e ela vai sendo liberada à medida que a pressão e a temperatura aumentam. A água diminui o ponto de fusão das rochas, tornando-as magma que ascende junto a ela e funde partes da placa sobrejacente. Todo o material combina-se com o magma litosférico e mudam a composição do mesmo. Como resultado dessa mistura, o magma de composição intermediária irrompe para formar vulcões.

Tectônica entre a Placa de Nazca (mergulhante) e a Sul-americana (Fonte: http://www.google.com/)

     Em um limite divergente, o movimento de afastamento entre as placas causa descompressão na subsuperfície, que é mais um fator de fusão das rochas. O magma gerado encontra a imensa fenda na zona de separação,  por onde migra até a superfície. Exemplo disso são as cadeias mesocêanicas, onde originou-se uma cadeia de montanhas associado a atividades vulcânicas.

     Um mecanismo que pode gerar um vulcão em superfície mesmo dentro de placa é o chamado hot spot ou pluma mantélica.



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     É explicada como uma coluna de material rochoso superaquecido, com sua porção superior em estado de fusão, que ascende lentamente à superfície desde um local próximo ao núcleo da Terra. Por esse motivo ela permanece estacionária por milhões de anos alimentando um vulcão, mas, à medida que a placa se afasta lentamente desta posição, este vulcão se torna inativo pelo abandono da pluma que passa a se manifestar em outro ponto na superfície, proporcionando um novo cone. Com esse processo no decorrer do tempo geológico, um conjunto de vulcões aparece no interior da placa, como os que formaram as Ilhas Havainas.



Erupção no Havaí (Fonte: http://www.google.com/)

 É possível prever riscos vulcânicos?

     A vulcanologia tem progredido a tal ponto que hoje sabemos que existem entre 500 a 600 vulcões ativos na Terra e quais são os de maior risco.

     O exame dos produtos de erupções passadas serve de guia para o estabelecimento de zoneamento seguro do uso do solo em regiões vulcânicas, a medida mais efetiva para reduzir fatalidades. Além disso, instrumentos sensíveis podem detectar sinais de atividade vulcânica precoce, tais como sismos intermitentes associado a movimentação do magma em profundidade, dilatação e inclinação do terreno vulcânico, e as emissões gasosas que geralmente precede as erupções. Ainda assim, permanecem os riscos de episódios repentinos.

     Os efeitos catastróficos podem ser minimizados com a combinação da ciência e política pública. Em alguns casos, é possível, inclusive, prever onde a erupção terá lugar a partir da localização do foco de terremotos e de alterações no padrão das ondas sísmicas, ou ainda controlar, mesmo que em pequena escala, a erupção, de modo a reduzir seus danos. Por ocasião da erupção de 1973 nos arredores do porto de Heimaey (Islândia), a população bombeou a água gelada do oceano para jogá-la dia e noite sobre a lava que avançava. Com isso, conseguiu-se resfriar a superfície da lava, diminuindo lentamente o seu fluxo.
     A explosão do monte Santa Helena — o mais ativo estrato-vulcão da cadeia de montanhas jovens exposta desde a Califórnia Setentrional (EUA) até a Colúmbia Britânica (Canadá) — ocorreu em 18 de maio de 1980. Seguiram-se diversas outras explosões e derramamento de lava nos seis anos seguintes, até o vulcão entrar em repouso. A primeira erupção, segundos após um forte tremor que causou um colapso deste flanco do vulcão, foi considerada maior dos últimos 60 anos nos EUA. Com teores de gases em torno de 6% (muito alto), lançou cerca de 1km³ de poeira e gases na atmosfera, produzindo um cogumelo com 20.000m de altura, material este suficiente para se construir 400 pirâmides! Destruição adicional foi causada por um gigantesco lahar induzido (avalanche de lama composta por materiais piroclásticos e água, exclusivo de regiões vulcânicas). Uma efetiva ação da defesa civil e das instituições governamentais possibilitou a retirada providencial de milhares de pessoas da zona de risco dias antes da erupção.


Estrato-vulcão Santa Helena: erupção explosiva e lahar (Fonte: http://www2.uol.com.br/sciam/noticias/erupcao_do_monte_santa_helena_permitiu_novas_formas_de_vida.html)

    
     Também é importante o fato que erupções ainda maiores do vulcão Santa Helena ocorreram no passado. Portanto, outras podem ocorrer no futuro. Ainda mais preocupante, porém, é a existência de outros vulcões "dormentes" como o monte Rainier, nas proximidades de Seattle (EUA). É evidente o enorme risco da população da região fronteira EUA-Canadá, parte dela residindo inclusive sobre depósitos dos lahars produzidas pelo Rainier a cada 500-1000 anos.

Link com vídeo: Resumo sobre vulcanismo e eventos de erupção!

Texto adaptado dos livros: 

TEIXEIRA, W. et al., Decifrando a Terra. São Paulo: editora da USP/Oficina de Textos, 2000. 568p.

PRESS, F.; SIEVER, R.; GROTZINGER, J. e JORDAN, T.H. (2006) - Para Entender a Terra, Trad. Rualdo Menegat (coord.) et alii. Ed. Bookman, Porto Alegre, RS.