Geologia

Vulcão da Islândia é recordista em velocidade de elevação do magma

Fenômeno geológico equivale a guepardo correndo à velocidade máxima — e pode ajudar os pesquisadores a entenderem melhor como detectar erupções futuras.Wednesday, July 31, 2019

Por Robin George Andrews
Lava é lançada durante uma erupção da fissura Holuhraun no vulcão Bardarbunga na Islândia. Pesquisadores que estudam um fenômeno da Islândia semelhante, porém muito mais antigo, chamado erupção Borgahraun, revelaram que ele quebrou o recorde de velocidade de elevação do magma da base da crosta à superfície.

A Islândia, país famoso por suas magníficas águas, paisagens glaciais e fontes térmicas efervescentes, geralmente não vem à cabeça quando se pensa em quebrar recordes de velocidade. Mas a congelante ilha do Atlântico Norte também é famosa por suas proezas vulcanológicas e, conforme revelam novas pesquisas, ela já foi palco para a mais rápida ascensão de magma já registrada em um vulcão basáltico.

Conforme publicado no periódico Nature Geoscience, os cientistas examinaram reminiscências da erupção Borgarhraun ocorrida entre 7 mil e 10,5 mil anos atrás na Islândia e descobriram que a rocha derretida da região se ergueu aproximadamente 24 quilômetros, a partir da base da crosta à superfície, em apenas 10 dias.

Isso pode não parecer especialmente rápido e, para deixar claro, não se trata tecnicamente da elevação magmática mais veloz conhecida pela ciência. Esse título pertence aos antigos vulcões explosivos que lançam kimberlitos, que expeliam material do manto à superfície a velocidades vertiginosas aproximadas de 177 quilômetros por hora, transportando diamantes das profundezas para bem mais perto da superfície.

Ainda assim, a elevação é a mais célere conhecida dessa família de rochas derretidas em geral — tornando-a o equivalente geológico a um guepardo correndo à velocidade máxima. E medir a velocidade do magma da Borgarhraun pode ajudar a prever quando os vulcões semelhantes dos dias atuais começarão a se preparar para erupções.

ver galeria

“Cada vulcão tem sua própria história, uma personalidade única”, afirma Chiara Petrone, petróloga ígnea do Museu de História Natural de Londres, que não participou do estudo. Contudo, embora diferentes jogadores de futebol possam se comportar de forma distinta durante uma partida, todos seguem as mesmas regras básicas — e esse conceito também serve para vulcões, conta Petrone. Assim, desvendar a história dessa curiosa erupção pode ajudar os cientistas a compreenderem melhor outros que ainda estão por vir.

Viagem no tempo vulcânico

Para determinar a velocidade do magma antigo, os cientistas estudaram cristais aprisionados em lava solidificada há muito tempo. As especificidades físico-químicas presentes em seu estado de repouso final revelam como ocorreu sua formação, o que permite que especialistas possam compreender sua evolução ao longo do tempo, desde sua criação a profundidades escaldantes.

Mas, geralmente, é mais fácil falar do que fazer. O magma é uma mistura complexa de sólidos, líquidos e gases em movimento que normalmente se separam, sujeitos a uma infinidade de variáveis ambientais, afirma Jenni Barclay, vulcanóloga da Universidade de East Anglia, que não participou do estudo. Isso significa que cristais de uma única erupção podem conter indícios de histórias extremamente discrepantes.

Para felicidade dos geólogos, o depósito de fluxo de lava da Borgarhraun, encontrado na Zona Vulcânica Norte da Islândia, possui tamanha riqueza de minerais bem preservados que ficou nítida sua interessante história e a equipe liderada por Euan Mutch, petrólogo ígneo da Universidade de Cambridge, não resistiu à tentação de explorar para saber mais.

Mutch e seus colegas fizeram uma análise profunda de um mineral chamado clinopiroxênio, com uma composição sensível à pressão. O ponto em que vários minerais podem coexistir simultaneamente dentro do magma original também muda em função da pressão e, como a pressão aumenta com a profundidade, essas propriedades permitiram que a equipe estimasse a profundidade de armazenamento dos minerais.

Esses barômetros mineralógicos indicaram que a origem do magma estava pouco acima do limite entre a crosta e o manto mais pastoso ou a uma profundidade aproximada de 24 quilômetros. Mas essa é apenas parte da história: os pesquisadores precisavam saber a velocidade em que o magma aflorou à superfície.

Durante sua jornada magmática, os cristais de olivina verde-claros da Borgarhraun também desenvolveram camadas de anéis ao redor de seus núcleos centrais. Os núcleos e suas camadas externas apresentam diferentes composições químicas e, com o aquecimento das olivinas em meio ao magma, os núcleos e camadas trocam elementos químicos. Petrólogos passaram bastante tempo derretendo olivinas em laboratório, então eles sabem que a intensidade dessa troca química é proporcional ao tempo em que os cristais permanecem no magma antes de sua erupção.

Mutch e seus colegas utilizaram as olivinas da Borgarhraun para calcular vários tempos de elevação do magma. Como era esperado para uma mistura de magma ao acaso, a variação foi enorme, de dias a diversas semanas. Considerando as propriedades do magma, fazendo pressuposições razoáveis sobre a estrutura das câmaras vulcânicas e a migração do magma do vulcão, a equipe suspeita que o complexo caldo tenha subido cerca de 24 quilômetros de condutos vulcânicos durante aproximadamente 10 dias.

ver galeria

Prevendo futuras borbulhas assassinas

Assim como ocorre com outros tipos de magmas, a rocha derretida da Borgarhraun também continha dióxido de carbono dissolvido. Com a elevação do magma, sua pressão é reduzida e o gás emerge do material derretido na forma de borbulhas.

O gás pode então se separar do magma, acelerar pela abertura rochosa do vulcão e chegar à superfície antes do magma. Outra opção é o gás ficar preso e emergir junto com o magma durante a erupção. Nessa hipótese, com base nas propriedades e no ritmo de ascensão do magma da Borgarhraun, o dióxido de carbono acelerou subitamente, porém os seus teores só dispararam na superfície no máximo dois dias antes da erupção.

Hoje, os cientistas monitoram regularmente as emissões gasosas de fissuras vulcânicas, pois podem indicar se o magma está começando a subir e despressurizar, o que poderia culminar com uma erupção. Contudo, ainda que tivesse sido possível procurar um pico no teor de dióxido de carbono antes dessa antiga erupção, pouco teria adiantado porque a lava da Borgarhraun chegou quase sem aviso.

Tanto quanto a impressionante velocidade de elevação do magma, é possível que essa capacidade de conter o dióxido de carbono até o último minuto possa se repetir em outros vulcões, possivelmente os da Islândia com tipos de magma e teores de carbono semelhantes. Como ninguém quer que uma erupção chegue de surpresa, isso pode ser preocupante.

Entretanto o comportamento da Borgarhraun não se repete em todos os vulcões. Como observa Mutch, os vulcões possuem teores de gás e magma variáveis e, portanto, expelem seus gases de formas muito diferentes. Alguns vulcões liberam continuamente dióxido de carbono, ao passo que outros são bem menos gasosos em geral.

E, às vezes, explica Barclay, o dióxido de carbono pode emergir à superfície porque um lago raso de magma está aliviando alguma indigestão vulcânica, sem ocorrência de erupção. Essa gama de possibilidades e incertezas é uma das inúmeras razões pelas quais os vulcanólogos monitoram hoje a presença de sinais preocupantes em diversas variáveis dos vulcões.

Um importante objetivo da lógica científica envolvida nesse último estudo é correlacionar as propriedades magmáticas deduzidas do estudo com observações de vulcões dos dias atuais. Se, por exemplo, velocidades magmáticas semelhantes pudessem ser associadas a sinais sísmicos que indicassem que uma elevação está em andamento, isso permitiria que os vulcanólogos previssem de forma mais nítida quando um vulcão poderia lançar seu material derretido possivelmente perigoso.

No entanto, embora tenham sido feitos grandes avanços científicos nessa área, ainda são feitas muitas pressuposições em razão da grande falta de dados e, por isso, correlacionar características magmáticas do passado com observações atuais continua um grande desafio.

“É uma pena não ter existido ninguém com um sismógrafo há cerca de 8 mil anos”, afirma Mutch.

Continuar a Ler