A estranha erupção vulcânica de Tonga foi maior do que pensávamos

Tons avermelhados iluminaram o céu da manhã sobre o Reino de Tonga quando Grace Frontin-Rollet avistou um par de pequenas ilhas rochosas da proa do RV Tangaroa. Embora a cena fosse pitoresca, um toque de enxofre no ar lembrou à geóloga marinha o que ela e uma equipe de cientistas viajaram por seis dias em águas agitadas para ver. Na extensa lacuna entre os dois pedaços de terra, escondida no fundo do oceano, estava a cratera de um enorme vulcão que entrou em erupção poucos meses antes em uma das maiores e mais estranhas explosões já vistas.

"Acho que a escala do que aconteceu não nos atingiu até chegarmos ao local", diz Frontin-Rollet, que é do Instituto Nacional de Pesquisa de Água e Atmosfera da Nova Zelândia (Niwa, na sigla em inglês).

Em dezembro de 2021, o vulcão – chamado Hunga Tonga-Hunga Ha'apai, em homenagem às duas ilhas que ficam em sua borda – acordou em uma série de acessos de raiva, que teve seu ápice em 15 de janeiro de 2022. O pico desencadeou uma explosão tão alta que foi ouvido no Alasca, cerca de 9656 quilômetros de distância. 

Mas muito do que aconteceu naquele dia permaneceu um mistério, até agora. Os cientistas, incluindo a equipe a bordo do RV Tangaroa, estão finalmente juntando as peças, e a imagem que surgiu é incompreensível.

Como a equipe anunciou recentemente, pesquisas recentes do fundo do mar sugerem que a explosão escavou cerca de 9,5 metros cúbicos de rocha. Se confirmada, a erupção seria a maior registrada no século passado, superando a explosão de 1991 no Monte Pinatubo.

Outras análises recentes revelam ainda mais medidas recordes. A explosão lançou uma nuvem de gás quente escaldante e cinzas de 56 mil metros no céu, mais alto do que nunca. Ele injetou 146 teragramas sem precedentes de água vaporizada na atmosfera, o que alguns especulam que pode resultar em um leve aquecimento temporário do clima. E provocou um tsunami que surpreendeu os cientistas ao dar a volta ao mundo.

"É um grande evento", desyacou Kevin MacKay , um geólogo marinho da Niwa que também estava no RV Tangaroa. "Quanto mais estudamos, maior o evento se torna."

Compreender os muitos efeitos do pico explosivo está longe de ser apenas uma curiosidade científica. Muitos vulcões submarinos semelhantes espreitam costas costeiras em todo o mundo. A maioria dos que foram identificados não é monitorada – e ainda há mais para serem descobertos.

"Nós, juntamente com outras nações do Círculo de Fogo do Pacífico, sabemos muito bem como somos misericordiosos com a natureza", disse Taaniela Kula, vice-secretária de Recursos Naturais de Tonga, em uma coletiva de imprensa em maio. A erupção, diz ela, "é um lembrete de que sempre há mais a aprender sobre os gigantes de nosso planeta natal, a Terra".

Janela para as profundezas

Uma antiga batalha tectônica entre as placas do Pacífico e da Indo-Australiana deu origem a uma linha de vulcões no Oceano Pacífico Sul, incluindo o poderoso Hunga Tonga-Hunga Ha'apai. Hoje, as únicas partes do vulcão que se projetam acima do mar são as duas pequenas ilhas que sinalizaram a Fontin-Rollet que a equipe havia chegado. Ela descreve a percepção preocupante de que seu navio de quase 70 metros era minúsculo em comparação com a besta geológica que estava escondida sob a água diante deles.

Este manto de água tornou-se um desafio para os cientistas aprenderem o que aconteceu durante a erupção de janeiro passado. Sempre que o magma e a água se misturam, formam-se vapores ondulantes e, portanto, ocorrem grandes erupções. Mas o que desencadeou a surpreendente cascata de eventos em Hunga Tonga-Hunga Ha'apai? Para encontrar respostas, os cientistas tiveram que olhar mais de perto.

Em abril, o RV Tangaroa  chegou ao local na primeira etapa de uma pesquisa em duas partes, realizada em colaboração entre o Niwa e a Fundação Nippon, chamada Tonga Eruption Seabed Mapping Project (Tesmap). A expedição foi acompanhada em agosto pelo navio sem tripulação Maxlimer, da SEA-KIT International, que foi operado remotamente por uma equipe no Reino Unido. Os esforços de pesquisa examinaram a região, mapeando o fundo do mar, tirando fotos e gravando vídeos, analisando a coluna d'água e coletando amostras de rochas e cinzas vulcânicas.

No total, a equipe mapeou quase 22 quilômetros quadrados ao redor do vulcão, descobrindo grande parte da área desprovida de vida, coberta por uma camada branca fantasmagórica de finos sedimentos. Núcleos rochosos coletados nessas zonas revelam a fonte da devastação: uma avalanche mortal e rápida de cinzas quentes e escombros vulcânicos chamada fluxo piroclástico, que se forma a partir do colapso da coluna ascendente de cinzas e gás.

Os cientistas só podem especular sobre a dinâmica dos fluxos piroclásticos sob a água, adverte MacKay, porque nenhum foi testemunhado pessoalmente. É teorizado que, à medida que os detritos mergulham no mar, as cinzas quentes podem vaporizar a água para formar uma camada de gás que ajuda a impulsionar o material pelo fundo do oceano.

Evidências de múltiplos fluxos piroclásticos irradiaram ao redor do vulcão. As avalanches vulcânicas viajaram por colinas e vales, estendendo-se até a borda da área de pesquisa da equipe a cerca de 80 quilômetros de distância, sugerindo que os detritos talvez tenham viajado ainda mais longe.

Os fluxos piroclásticos provavelmente também estavam por trás do corte das linhas de comunicação domésticas e internacionais de Tonga. A modelagem conduzida por Emily Lane, do Niwa, sugere que o material vulcânico se derramou em um vale que abrigava um dos cabos, ricocheteando nas paredes da depressão. Tal comportamento pode ajudar a explicar como um fragmento quebrado do cabo foi arrastado para o norte, de volta ao pico.

A pesquisa mais recente também documentou que a explosão do vulcão escavou 700 metros de rocha na cratera central. Isso confirma os resultados de uma pesquisa anterior realizada em maio pelo vulcanologista Shane Cronin, da Universidade de Auckland, na Nova Zelândia, e uma equipe dos Serviços Geológicos de Tonga. "Há um enorme buraco no solo onde não havia antes", diz Richard Wysoczanski, geólogo marinho do Niwa. "É bastante espetacular."

Três quartos da rocha escavada e em erupção parecem ter aterrissado a 19 quilômetros do vulcão. Grande parte do material restante provavelmente circulou na atmosfera como poeira por meses, intensificando as cores do nascer e do pôr do sol, diz MacKay. O mesmo fenômeno aconteceu após a erupção de Krakatoa, em 1883, e provavelmente inspirou os céus vermelhos na pintura O Grito, de Edvard Munch.

Embora a erupção tenha se acalmado, o vulcão não voltou totalmente ao seu sono: agora está ejetando água quente misturada com fragmentos de vidro vulcânico. "Não está completamente morto", conta Wysoczanski, mas acrescenta que outra grande erupção no futuro próximo é improvável.

Visto de longe

Os cientistas ficaram surpresos ao descobrir que a explosão deixou as encostas vulcânicas intactas. Toda a energia eruptiva parece ter sido direcionada diretamente para o céu, diz MacKay. Essa estranheza pode ajudar a explicar outra característica notável da erupção: a altura da fumaça.

Quando o vulcão se soltou, gás e cinzas subiram para o céu, capturados por satélites em órbita da Terra. Quão grande foi a fumaça? Quando Simon Proud, um especialista em sensoriamento remoto por satélite no Centro Nacional de Observação da Terra do Reino Unido, trabalhou nos cálculos. Ele inicialmente olhou para seus números sem acreditar. 

Uma verificação dupla de seu trabalho confirmou a figura improvável: a fumaça atingiu 56 mil metros de altura, chegando à mesosfera, uma zona onde a maioria dos aviões não pode voar e as estrelas cadentes iluminam o céu noturno.

"Nunca vimos nada subir tão alto antes", destaca Proud, principal autor do artigo sobre a altura da fumaça. "Foi realmente de tirar o fôlego."

À medida que a terrível fumaça se espalhava pela nação insular, as ondas do tsunami começaram a atingir as costas próximas. Segundo algumas estimativas, as ondas tinham mais de 15 metros de altura. Para surpresa dos cientistas, a perturbação se espalhou para os oceanos ao redor do globo, fazendo com que o nível do mar subisse trinta centímetros no Mar Mediterrâneo, no lado oposto do mundo.

Vários eventos conspiraram para produzir um tsunami tão incomum. Perto do vulcão, fatores como o colapso do fundo da caldeira e os fluxos piroclásticos agitaram o turbilhão no mar. A explosão também causou quedas acentuadas na pressão do ar, "bombeando energia para o tsunami", diz Lane, da Niwa, que é especialista em fenômenos violentos.

Longe do vulcão, um processo ligeiramente diferente estava em ação. A enorme fumaça vulcânica no céu afetou a atmosfera, enviando ondulações ao redor do mundo quatro vezes em seis dias. "A explosão foi tão grande que começou a fazer a atmosfera oscilar", explica Quentin Brissaud, geofísico do Norwegian Seismic Array e autor de um artigo que descreve os efeitos atmosféricos da erupção.

À medida que se deslocavam ao redor do globo, essas ondulações perturbaram a superfície do oceano, no que é conhecido como meteo-tsunami. A única outra vez que isso foi registrado foi durante a explosão de Krakatoa, em 1883 , uma das erupções vulcânicas mais poderosas e mortais da história.

Ainda assim, muitas perguntas permanecem sem resposta sobre Hunga Tonga-Hunga Ha'apai, incluindo exatamente o que desencadeou o rugido feroz do vulcão. 

Como diz Wysoczanski, "A ciência está apenas começando".