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Vulcão

Esquema da estrutura interna de um vulcão

Esquema da estrutura interna de um vulcão

Vulcão é uma estrutura geológica criada quando o magma, gases e partículas quentes (como cinzas) escapam para a superfície terrestre. Eles ejectam altas quantidades de poeira, gases e aerossóis na atmosfera, podendo causar resfriamento climático temporário. São frequentemente considerados causadores de poluição natural. Tipicamente, os vulcões apresentam formato cónico e montanhoso.

Vulcão Kanaga no Alaska, em 27 de Janeiro de 1994

Vulcão Kanaga no Alaska, em 27 de Janeiro de 1994

A erupção de um vulcão pode resultar num grave desastre natural, por vezes de consequências planetárias. Assim como outros desastres dessa natureza, as erupções são imprevisíveis e causam danos indiscriminados. Entre outras coisas, tendem a desvalorizar os imóveis localizados em suas vizinhanças, prejudicar o turismo e consumir a renda pública e privada em reconstruções. Na Terra, os vulcões tendem formar-se junto das margens das placas tectónicas. No entanto, existem excepções quando os vulcões ocorrem em zonas chamadas de hot spots (pontos quentes). Por outro lado, os arredores de vulcões, formados de lava arrefecida, tendem a ser compostos de solos bastante férteis para a agricultura.

A palavra “vulcão” deriva do nome do deus do fogo na mitologia romana Vulcano. A ciência que estuda os vulcões designa-se por vulcanologia.

Índice

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Tipos de vulcão

Uma das formas de classificação dos vulcões é através do tipo de material que é eruptido, o que afecta a forma do vulcão. Se o magma eruptido contém uma elevada percentagem em sílica (superior a 65%) a lava é chamada de félsica ou “ácida” e tem a tendência de ser muito viscosa (pouco fluida) e por isso solidifica rapidamente. Os vulcões com este tipo de lava têm tendência a explodir devido ao facto da lava facilmente obstruir a chaminé vulcânica. O Monte Pelée na Martinica é um exemplo de um vulcão deste tipo.

Se, por outro lado, o magma é relativamente pobre em sílica (conteúdo inferior a 52%) é chamado de máfico ou “básico” e causa erupções de lavas muito fluidas capazes de escorrer por longas distâncias. Um bom exemplo de uma escoada lávica máfica é a do Grande Þjórsárhraun (Thjórsárhraun) originada por uma fissura eruptiva quase no centro geográfico da Islândia há cerca de 8000 anos. Esta escoada percorreu cerca de 130 quilómetros até ao mar e cobriu uma área com 800 km².

Estrutura de um vulcão-escudo.

Estrutura de um vulcão-escudo.

  • Vulcão-escudo: o Havaí e a Islândia são exemplos de locais onde são encontrados vulcões que expelem enormes quantidades de lava que gradualmente constroem uma montanha larga com o perfil de um escudo. As escoadas lávicas destes vulcões são geralmente muito quentes e fluidas, o que contribui para ocorrerem escoadas longas. O maior vulcão deste tipo na Terra é o Mauna Loa, no Havaí, com 9000 m de altura (assenta no fundo do mar) e 120 km de diâmetro. O Monte Olimpus em Marte é um vulcão-escudo e também a maior montanha do sistema solar.
  • Cones de escórias: é o tipo mais simples e mais comum de vulcões. Esses vulcões são relativamente pequenos, com alturas geralmente menores que 300 metros de altura. Formam-se pela erupção de magmas de baixa viscosidade, com composições basálticas ou intermediárias.
  • Estratovulcões: também designados de “compostos”, são grandes edifícios vulcânicos com longa atividade, forma geral cônica, normalmente com uma pequena cratera no cume e flancos íngremes, construídos pela intercalação de fluxos de lava e produtos piroclásticos, emitidos por uma ou mais condutas, e que podem ser pontuados ao longo do tempo por episódios de colapsos parciais do cone, reconstrução e mudanças da localização das condutas. Alguns dos exemplos de vulcões deste tipo são o Teide na Espanha, o Monte Fuji no Japão, o Cotopaxi no Equador, o Vulcão Mayon nas Filipinas e o Monte Rainier nos EUA. Por outro lado, esses edifícios vulcânicos são os mais mortíferos da Terra, envolvendo a perda da vida de aproximadamente 264000 pessoas desde o ano de 1500.
  • Caldeiras ressurgentes: são as maiores estruturas vulcânicas da Terra, possuindo diâmetros que variam entre 15 e 100 km². À parte de seu grande tamanho, caldeiras ressurgentes são amplas depressões topográficas com uma massa elevada central. Exemplos dessas estruturas são a Valles (EUA), Yellowstone (EUA) e Cerro Galan (Argentina).

 Comportamento dos vulcões

As erupções vulcânicas podem ter um efeito devastador nas populações e na vida animal das áreas onde existem.

As erupções vulcânicas podem ter um efeito devastador nas populações e na vida animal das áreas onde existem.

  • Erupções freáticas (vapor).
  • Erupções explosivas de lava rica em sílica (e.g. riolito).
  • Erupções efusivas de lava pobre em sílica (e.g. Basalto).
  • Escoadas piroclásticas.
  • Lahars.
  • Emissões de dióxido de carbono.

Todas estas actividades podem ser um perigo potencial para o Homem. Para além disso a actividade vulcânica é muitas vezes acompanhada por sismos, águas termais, fumarolas e gêisers, entre outros fenómenos. As erupções vulcânicas são frequentemente precedidas por sismos de magnitude pouco elevada.

Activos, dormentes ou extintos?

Não existe um consenso entre os vulcanologistas para definir o que é um vulcão “activo”. O tempo de vida de um vulcão pode ir de alguns meses até alguns milhões de anos. Por exemplo, em vários vulcões na Terra ocorreram várias erupções nos últimos milhares de anos mas actualmente não dão sinais de actividade.

Alguns cientistas consideram um vulcão activo quando está em erupção ou mostra sinais de instabilidade, nomeadamente a ocorrência pouco usual de pequenos sismos ou novas emissões gasosas significativas. Outros consideram um vulcão activo aquele que teve erupções históricas. É de salientar que o tempo histórico varia de região para região. Enquanto que no Mediterrâneo este pode ir até 3000 anos atrás, no Pacífico Noroeste dos Estados Unidos vai apenas até 300 anos atrás.

Vulcões dormentes são considerados aqueles que não se encontram actualmente em actividade (como foi definido acima) mas que poderão mostrar sinais de perturbação e entrar de novo em erupção.

Os vulcões extintos são aqueles que os vulcanólogos consideram pouco provável que entrem em erupção de novo, mas não é fácil afirmar com certeza que um vulcão está realmente exitinto. As caldeiras têm tempo de vida que pode chegar aos milhões de anos, logo é difícil determinar se um irá voltar ou não a entrar em erupção, pois estas podem estar dormentes por vários milhares de anos.

Por exemplo a caldeira de Yellowstone, nos Estados Unidos, tem pelo menos 2 milhões de anos e não entrou em erupção nos últimos 640.000 anos, apesar de ter havido alguma actividade há cerca de 70.000 anos. Por esta razão os cientistas não consideram a caldeira de Yellowstone um vulcão extinto. Pelo contrário, esta caldeira é considerada um vulcão bastante activo devido à actividade sísmica, geotermia e à elevada velocidade do levantamento do solo na zona.

 Alguns vulcões na Terra

Erupção do Monte Santa Helena em 1980

Erupção do Monte Santa Helena em 1980

 Vulcões em outros locais do sistema solar

A Lua não possui grandes vulcões e não é geologicamente activa, mas nela existem várias estruturas vulcânicas. Por outro lado crê-se que o planeta Vénus seja geologicamente activo, sendo cerca de 90% da sua superfície constituída por basalto o que leva a crer que o vulcanismo desempenha um papel importante na modelagem da superfície volumosa do planeta. As escoadas lávicas estão bastante presentes e muitas das estruturas da superfície de Vénus são atribuídas a formas de vulcanismo que não se encontram na Terra. Outros fenómenos do planeta Vénus são atribuídos a erupções vulcânicas, tais como as mudanças na atmosfera do planeta e a observação de relâmpagos.

No planeta Marte existem vários vulcões extintos, sendo quatro dos quais grandes vulcões-escudo, largamente maiores do que qualquer um existente na Terra:

Estes vulcões encontram-se extintos há vários milhões de anos, mas a sonda europeia Mars Express encontrou indícios de que poderiam ter ocorrido erupções vulcânicas num passado recente em Marte.

Uma das luas de Júpiter, Io, é o corpo mais vulcânico de todo o sistema solar devido à interacção de forças com Júpiter. Esta lua está coberta de vulcões que expelem enxofre, dióxido de enxofre e rochas ricas em sílica, o que leva a que a sua superfície esteja constantemente a ser renovada. As suas lavas são as mais quentes que se conhecem no sistema solar, com temperaturas que podem ultrapassar os 1500 °C. Em Fevereiro de 2001 a maior erupção de que há registo no sistema solar ocorreu em Io.

 Vulcanologia

Génese dos vulcões

Os movimentos e a dinâmica do magma, tal como a maior parte do interior da Terra, ainda são pouco conhecidos. No entanto é sabido que uma erupção é precedida de movimentos de magma do interior da Terra até à camada externa sólida (crosta terrestre) ocupando uma câmara magmática debaixo de um vulcão. Eventualmente o magma armazenado na câmara magmática é forçado a subir e é extruído e escorre pela superfície do planeta como lava, ou o magma pode aquecer água nas zonas próximas causando descargas explosivas de vapor; pode acontecer também que os gases que se libertam do magma projectem rochas, piroclastos, obsidianas e/ou cinzas vulcânicas. Apesar de serem sempre forças muito poderosas, as erupções podem variar de efusivas a extremamente explosivas.

A maioria dos vulcões terrestres tem origem nos limites destrutivos das placas tectónicas, onde a crosta oceânica é forçada a mergulhar por baixo da crosta continental, dado que esta é menos densa do que a oceânica. A fricção e o calor causados pelas placas em movimento leva ao afundamento da crosta oceânica, e devido à baixa densidade do magma resultante este sobe. À medida que o magma sobe através de zonas de fractura na crosta terrestre, pode eventualmente ser expelido em um ou mais vulcões. Um exemplo deste tipo de vulcão é o Monte Santa Helena nos EUA, que se encontra na zona interior da margem entre a placa Juan de Fuca que é oceânica e a placa Norte-americana.

Ambientes tectónicos

Os vulcões encontram-se principalmente em três tipos principais de ambientes tectónicos:

[editar] Limites construtivos das placas tectónicas

Este é o tipo mais comum de vulcões na Terra, mas são também os observados menos frequentemente dado que a sua actividade ocorre maioritariamente abaixo da superfície dos oceanos. Ao longo do sistema de rifts oceânicos ocorrem erupções espaçadas irregularmente. A grande maioria deste tipo de vulcões é apenas conhecida devido aos sismos associados às suas erupções, ou ocasionalmente, se navios que passam nos locais onde existem, registam elevadas temperaturas ou precipitados químicos na água do mar. Em alguns locais a actividade dos rifts oceânicos levou a que os vulcões atingissem a superfície oceânica: a Ilha de Santa Helena e a Ilha de Tristão da Cunha no Oceano Atlântico e as Galápagos no Oceano Pacífico, permitindo que estes vulcões sejam estudados em pormenor. A Islândia também se encontra num rift, mas possui características diferentes das de um simples vulcão. Os magmas expelidos neste tipo de vulcões são chamados de MORB (do inglês Mid-Ocean Ridge Basalt que significa: “basalto de rift oceânico”) e são geralmente de natureza basáltica.

 Limites destrutivos das placas tectónicas

Diagrama de limite destrutivo causando terremotos e uma erupção vulcânica.

Estes são os tipos de vulcões mais visíveis e bem estudados. Formam-se acima das zonas de subducção onde as placas oceânicas mergulham debaixo das placas terrestres. Os seus magmas são tipicamente “calco-alcalinos” devido a serem originários das zonas pouco profundas das placas oceânicas e em contacto com sedimentos. A composição destes magmas é muito mais variada do que a dos magmas dos limites construtivos.

 Hot spots ou pontos quentes

Os vulcões de hot spots eram originalmente vulcões que não poderiam ser incluídos nas categorias acima referidas. Nos dias de hoje os hot spots referem-se a uma situação bastante mais específica – uma pluma isolada de material quente do manto que intercepta a zona inferior da crosta terrestre (oceânica ou continental), conduzindo à formação de um centro vulcânico que não se encontra ligado a um limite de placa. O exemplo clássico é a cadeia havaiana de vulcões e montes submarinos; o Yellowstone é também tido como outro exemplo, sendo a intercepção neste caso com uma placa continental. A Islândia e os Açores são por vezes citados como outros exemplos, mas bastante mais complexos devido à coincidência do rift médio Atlântico com um hot spot. Não há consenso acerca do conceito de “hotspot”, uma vez que os vulcanólogos não são consensuais acerca da origem das plumas “quentes do manto”: se têm origem no manto superior ou no manto inferior. Estudos recentes levam a crer que vários subtipos de hot spots irão ser identificados.

Previsão de erupções

A ciência ainda não é capaz de prever com certeza absoluta quando um vulcão irá entrar em erupção, mas grandes progressos têm sido feitos no cálculo das probabilidades de tal evento ter lugar ou não num espaço de tempo relativamente curto. Os seguintes factores são analisados de forma a ser possível prever uma erupção:

Sismicidade

Microssismos e sismos de baixa magnitude ocorrem sempre que um vulcão “acorda” e a sua entrada em erupção se aproxima no tempo. Alguns vulcões possuem normalmente actividade sísmica de baixo nível, mas um aumento significativo desta mesma actividade poderá preceder uma erupção. Outro sinal importante é o tipo de sismos que ocorrem. A sismicidade vulcânica divide-se em três grandes tipos: tremores de curta duração, tremores de longa duração e tremores harmónicos.

  • Os tremores de curta duração são semelhantes aos sismos tectónicos. São resultantes da fracturação da rocha aquando de movimentos ascendentes do magma. Este tipo de sismicidade revela um aumento significativo da dimensão do corpo magmático próximo da superfície.
  • Crê-se que os tremores de longa duração indicam um aumento da pressão de gás na estrutura do vulcão. Podem ser comparados ao ruído e vibração que por vezes ocorre na canalização em casas. Estas oscilações são o equivalente às vibrações acústicas que ocorrem no contexto de uma câmara magmática de um vulcão.
  • Os tremores harmónicos ocorrem devido ao movimento de magma abaixo da superfície. A libertação contínua de energia deste tipo de sismicidade contrasta com a libertação contínua de energia que ocorre num sismo associado ao movimento de falhas tectónicas.

Os padrões de sismicidade são geralmente complexos e de difícil interpretação. No entanto, um aumento da actividade sísmica num aparelho vulcânico é preocupante, especialmente se sismos de longa duração se tornam muito frequentes e se tremores harmónicos ocorrem.

Emissões gasosas

À medida que o magma se aproxima da superfície a sua pressão diminui, e os gases que fazem parte da sua composição libertam-se gradualmente. Este processo pode ser comparado ao abrir de uma lata de um refrigerante com gás, quando o dióxido de carbono se escapa. O dióxido de enxofre é um dos principais componente dos gases vulcânicos, e o seu aumento precede a chegada de magma próximo da superfície. Por exemplo, a 13 de Maio de 1991, 500 toneladas de dióxido de enxofre foram libertadas no Monte Pinatubo nas Filipinas. As emissões de dióxido de enxofre chegaram num curto espaço de tempo às 5 000 toneladas. O Monte Pinatubo entrou em erupção a 12 de Junho de 1991.

Deformação do terreno

A deformação do terreno na área do vulcão significa que o magma encontra-se acumulado próximo da superfície. Os cientistas monitorizam os vulcões activos e medem frequentemente a deformação do terreno que ocorre no vulcão, tomando especial cuidado com a deformação acompanhada de emissões de dióxido de enxofre e tremores harmónicos, sinais que tornam bastante provável um evento eminente

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