Conheça os mistérios dos vulcões da Islândia

Recentemente, Eniko Bali estava se acomodando para almoçar dentro de uma das muitas crateras vulcânicas antigas da Islândia, como fazem os geólogos, quando recebeu uma mensagem. A península de Reykjanes estava em erupção novamente.

A geóloga da Universidade da Islândia e sua equipe planejavam coletar amostras de rochas de algumas das muitas erupções históricas da ilha. Mas com um novo fenômeno em andamento, Bali e seus colegas foram ver o show geológico. Quando eles chegaram, apenas algumas horas após o início da erupção, uma longa linha de fontes lançava lava incandescente no céu, e rios radiantes de rocha derretida serpenteavam pelo vale de Meradalir.

Os vulcões da península de Reykjanes adormeceram por quase 800 anos. Mas em 2021 os gigantes geológicos se agitaram, vomitando lava por seis meses. Agora, o fenômeno começou novamente.

Cada um desses eventos oferece aos pesquisadores uma visão notável das entranhas do nosso planeta e oferece pistas sobre o que moldou a deslumbrante paisagem islandesa que vemos hoje. A erupção do ano passado começou com uma química intrigante: a rocha derretida parecia ter mudado pouco desde sua formação, correndo para a superfície diretamente do manto – uma camada de quilômetros de profundidade que está imprensada entre a crosta e o núcleo da Terra. Então, a química da lava mudou drasticamente.

“Não esperávamos isso, para ser honesto”, diz Bali. “Há algo muito interessante acontecendo.”

As primeiras análises da nova erupção revelam uma composição semelhante, mas não exatamente igual, às lavas que fluíram em 2021. Os cientistas estão coletando avidamente mais amostras para ver se outras mudanças estranhas estão por vir.

As peculiaridades das lavas de Reykjanes são apenas o capítulo mais recente da longa história de peculiaridades geológicas da Islândia. Como a ilha se formou também é um mistério. Situa-se na junção de dois fenômenos geológicos poderosos: uma crista onde duas placas tectônicas estão se separando e o ponto em que uma coluna de rocha quente que encontra a superfície. Quando essas forças se juntaram há cerca de 25 milhões de anos, erupções sobrecarregadas lançaram as bases da Islândia. No entanto, a história está longe de ser completa.

A segunda erupção no rio Reykjanes em menos de um ano sugere que esta península vulcânica há muito adormecida pode estar despertando. As erupções nesta região parecem aumentar a cada mil anos ou mais, e os últimos estrondos podem ser um prelúdio para a atividade vulcânica – e oportunidades científicas – nas próximas décadas.

Magma da fonte

A Islândia é um dos únicos lugares do mundo onde a cordilheira meso-oceânica se projeta acima do mar. Esta cadeia de aproximadamente 64 mil km de picos vulcânicos traça as fendas entre as placas tectônicas que se espalham lentamente ao redor do mundo. Na Islândia, as placas da América do Norte e da Eurásia se afastam lentamente uma da outra, o que faz com que a rocha derretida brote de baixo para entrar em erupção na superfície do planeta.

Mas as placas tectônicas não se separam em uma única linha reta, formando uma série de segmentos deslocados unidos por zonas que deslizam lado a lado. O Reykjanes fica no topo de um desses conectores complexos, onde a terra é puxada em um ângulo, o que faz com que rachaduras se abram periodicamente, permitindo que o magma se infiltre, um recurso conhecido como “falha de transformação com vazamento”.

Na maioria dos sistemas vulcânicos, a rocha derretida se forma em pequenas zonas profundas no manto, lentamente escorrendo para cima, coalescendo e misturando-se com outras rochas derretidas que se acumulam em longas cadeias de reservatórios em camadas. Mas em uma falha de transformação com vazamento, como visto em Reykjanes, as lavas em erupção não escorrem por esse mesmo tipo de encanamento vulcânico, o que significa que suas composições mudaram menos desde sua formação no subsolo.

“Conseguimos explorar essa parte da Terra que raramente é vista”, destaca Edward Marshall, geoquímico da Universidade da Islândia.

Os cientistas observaram a química da lava em Reykjanes mudar drasticamente nas primeiras semanas da erupção de 2021 – a mudança mais rápida já vista, diz Marshall. O fenômeno provavelmente vem do magma misturado com uma segunda fonte, mas a composição dessa fonte é desconhecida, pondera Marshall. “Seja o que for, é estranho.”

A análise de outra equipe de pesquisadores sugere que um terceiro magma também pode estar envolvido, complicando ainda mais o quadro.

Forças geológicas colidem

A química das erupções ao longo da história da Islândia revela raízes de fogo que se estendem muito abaixo da extensão da dorsal meso-oceânica. Uma assinatura estranha vem de um isótopo leve de hélio chamado He-3, que é abundante nas erupções da Islândia.

A grande maioria desse isótopo nas rochas da Terra ficou presa quando o planeta se formou a partir de uma nuvem de detritos ao redor do Sol. Um reservatório de He-3 provavelmente ainda permanece nas profundezas do manto. Tal fonte poderia explicar a química das lavas da Islândia, extraídas para a superfície na coluna ascendente de rocha quente escaldante, que pode atingir quase o núcleo do planeta.

As rochas da costa da Groenlândia sugerem que, quando essa pluma se formou, cerca de 60 milhões de anos atrás, ela assou o ventre da Groenlândia. E à medida que as placas tectônicas da Terra se deslocavam, o mesmo acontecia com a dorsal meso-oceânica, até que serpenteou acima da pluma há cerca de 25 milhões de anos. Logo depois que as duas poderosas forças geológicas se encontraram, a Islândia nasceu.

No entanto, os cientistas ainda estão tentando preencher os detalhes sobre como essa junção geológica se formou e as peculiaridades persistentes da lava islandesa. Há quase meio século existe uma discussão científica sobre outra assinatura química: o isótopo de oxigênio O-18. As lavas em erupção da Islândia estão misteriosamente sem O-18, mas os cientistas ainda não sabem o motivo.

Alguns pesquisadores argumentam que, à medida que as lavas islandesas sobem em direção a uma erupção, elas são contaminadas pela crosta, que geralmente tem uma impressão digital baixa de O-18. Outros propuseram que a química vem de uma faixa da Groenlândia alojada sob o sudeste da Islândia. Outros argumentam que o manto nesta região pode ter apenas uma baixa assinatura O-18.

“Você não vê isso em outras ilhas oceânicas. É apenas a Islândia”, ressalta Marshall. “Por que a Islândia é especial?”

Cemitério geológico

Para buscar respostas, Maja Bar Rasmussen, geoquímica da Universidade de Copenhague, e sua equipe se voltaram para minúsculos cristais verdes do mineral olivina. Esses cristais se formam cedo, quando o magma esfria, potencialmente capturando uma parte da química da rocha derretida sem contaminação da crosta na superfície. 

A equipe mediu isótopos de oxigênio em cristais de olivina de erupções históricas na Islândia. Juntamente com medições anteriores de isótopos de hélio dos mesmos cristais, o trabalho revelou que as rochas em erupção não apenas se originaram do subsolo, mas também já traziam vestígios de assinaturas de oxigênio semelhantes a crostas.

Talvez, os autores do estudo postulam, a pluma está tocando em um cemitério de fragmentos antigos de crosta que foram subduzidos há muito tempo e se estabeleceram perto da base do manto.

Embora estudos anteriores tenham sugerido cenários semelhantes, o trabalho detalhado no novo estudo permitiu que os pesquisadores identificassem uma correlação intrigante. Cerca de 25 milhões de anos atrás, quando os cientistas pensam que a dorsal meso-oceânica se deslocou no topo da pluma, os traços químicos de crosta reciclada aumentaram. Esta mudança química poderia estar relacionada ao aumento da atividade vulcânica que construiu a base da ilha? Ou o momento é mera coincidência?

“Não podemos dizer qual causou o quê”, diz Rasmussen, acrescentando que a coincidência muda as engrenagens em sua mente.

O debate sobre as lavas de O-18 peculiarmente baixas da Islândia provavelmente continuará. Os cientistas não têm uma boa maneira de medir com precisão a profundidade dos cristais de olivina, o que deixa incerteza sobre a origem de suas impressões digitais químicas, pontua Valentin Troll, geoquímico da Universidade de Uppsala, na Suécia. "A grande questão é: quando esse material será incorporado à pluma?".

Os pesquisadores também não sabem exatamente o que acontece com pedaços antigos da superfície do planeta quando são reciclados no manto – ou a dinâmica das rochas perto da fronteira com o núcleo. “Pode haver algum processo de mixagem selvagem que torna tudo mais complicado”, prevê Marshall.

No entanto, uma coisa é certa: algo intrigante está acontecendo sob a Islândia. A última erupção atraiu cientistas de perto e de longe para coletar rochas poucas horas ou dias depois de surgirem da Terra. E não há sinais de que a erupção vai parar tão cedo, pois a rocha derretida continua a formar um pequeno cone vulcânico de respingos.

Mesmo após o último suspiro deste vulcão, o despertar de Reykjanes pode ter mais erupções se formando nas profundezas do subsolo – cada uma dragando correntes carmesim de rocha incandescente com a promessa de mais esquisitices científicas de baixo.