Fontes de lava, cheiros de gases tóxicos, plumas ácidas de água do mar vaporizada e mantas de cinzas:esses são apenas alguns dos perigos que os vulcões causaram nas últimas semanas, com o Vulcão Fuego da Guatemala e o Vulcão Kilauea do Havaí, cada um produzindo sua erupção mais poderosa em décadas.

Dezenas de pessoas morreram e milhares mais foram evacuadas na área ao redor de Fuego como resultado da erupção de 3 de junho. Como Kilauea, que no início de maio de 2018 começou um episódio violento em uma erupção que já dura quase 35 anos, Fuego mal descansou antes desta última explosão. Freqüentemente, ele expele lava e cinzas várias vezes por ano e pode ter várias pequenas erupções em um único dia.

Mas desta vez a erupção do Fuego foi diferente. O dano veio rápido e com força em uma mistura caótica de rocha, gás e cinzas conhecidos como fluxo piroclástico - criando cenas de destruição com pouca semelhança com as imagens de lava rastejante que emergiram de Kilauea. O contraste oferece um lembrete de que as formas pelas quais os vulcões se tornam perigosos podem ser tão variadas quanto os lugares e comunidades onde ganham vida.

Geólogos da Universidade de Stanford Gail Mahood (emérita) e Don Lowe, professores de ciências geológicas na Escola da Terra, Energia e Ciências Ambientais, ambos estudaram vulcões de perto. Eles discutiram mistérios surpreendentes que permanecem para os cientistas em torno de perigos vulcânicos, o que e como os pesquisadores podem aprender com Fuego e outros vulcões depois que as cinzas se assentam e um pouco da ciência por trás das ameaças vulcânicas.

Que diferenças fizeram o Fuego explodir tão violentamente em comparação com o Kilauea?

DON LOWE:Acabamos de ver na Guatemala esta pequena cidade soterrada por cinzas quentes. Erupções nas Américas tendem a produzir enormes quantidades de cinzas, pó, entulho e blocos angulares, e os vulcões costumam ter altas, cones íngremes. Nuvens densas de cinzas quentes e escombros percorrem essas encostas como trens de carga e ganham impulso à medida que avançam. Chuva e tempestades podem mobilizar entulho solto nessas encostas íngremes e criar fluxos de detritos frios. Vulcões havaianos tendem a entrar em erupção em rios e fontes de lava menos violentos.

GAIL MAHOOD:Todos os vulcões na América Central e nas Cascatas da América do Norte são diferentes do Havaí por estarem relacionados a zonas de subducção, lugares onde um prato se espreme sob o outro. Eles são muito mais explosivos em parte porque os magmas que entram em erupção têm mais água dissolvida neles - até 10 vezes mais do que nos vulcões havaianos.

Pense no magma como uma garrafa de champanhe. Quando você abre o topo, você abaixa a pressão e aquele gás CO2 que foi dissolvido no champanhe forma bolhas e sai.

Água, CO2, gases de enxofre, o flúor e o cloro são dissolvidos no magma quando ele é armazenado em alta pressão nas profundezas da Terra. Mas se o magma sobe rapidamente, esses elementos voláteis saem da solução em bolhas que crescem tão rápido que as paredes da bolha se rompem. É como uma espuma de magma se partindo em pedaços e se espatifando.

Os magmas no Havaí podem ter água representando apenas metade de um por cento do peso. Se você tiver 4 ou 6 por cento de água em um magma, como vemos na América Central, você tem um potencial muito maior para erupções explosivas.

Vulcões em zonas de subducção também são mais viscosos, magmas mais pegajosos, que fornecem mais resistência à medida que as bolhas crescem. Como resultado, as pressões dentro das bolhas podem ficar muito mais altas. Portanto, há mais bolhas quebrando por causa de mais água, e quando as bolhas finalmente quebram, eles o fazem com maior força.

Como os fluxos piroclásticos se formam após a erupção de um vulcão como o Fuego na Guatemala?

MAHOOD:Estes podem se formar diretamente de uma erupção explosiva, ou podem se formar por lava que sai e esfria um pouco, fica preso e enche a ventilação. Então talvez haja um terremoto, ou um novo magma o empurra de baixo, e aquela lava obstruindo a ventilação sai em uma cascata de blocos quentes. Esses continuam a efervescer e a produzir cinzas. As pessoas ao redor de Fuego estão sendo mortas em grande parte por fluxos piroclásticos.

Você estudou como os vulcões podem desencadear fluxos perigosos de lava e cinzas, mas também grosso, misturas viscosas de partículas e água conhecidas como fluxos de detritos. Você pode descrever um exemplo de como esse tipo de fluxo começa, e o que pode ser feito para minimizar os danos quando estiver em andamento?

LOWE:Em 1985, fluxos de detritos após a erupção do vulcão Nevado del Ruiz na Colômbia mataram cerca de 20, 000 pessoas em uma cidade chamada Armero, Descida de 60 quilômetros (37 milhas). Esses fluxos se originaram quando as cinzas quentes, como as coisas que saem de Fuego, pousou em uma geleira ao redor do cume. Uma pequena nuvem de cinzas derreteu apenas uma pequena parte da geleira e enviou enormes volumes de água em cascatas por desfiladeiros.

Observando os depósitos mais antigos em cortes de estradas ao redor desta cidade, descobrimos que esse tinha sido um processo comum no passado. Todos os elementos estavam lá que deveriam ter feito um planejador reconhecer que aquele não era um bom lugar para uma cidade. Melhores estudos geológicos teriam mostrado que a área havia sofrido muitas catástrofes semelhantes no passado. Na verdade, mapas de perigo criados nos meses anteriores à erupção mostraram que Armero estaria no caminho de qualquer fluxo de lama (um tipo de fluxo de detritos) acionado pelo vulcão. Mas esses mapas não foram amplamente distribuídos.

Ainda não entendemos totalmente como funcionam os fluxos de detritos ou como alguns deles podem viajar tanto em encostas muito baixas. Uma teoria promissora é que a água é sugada sob o fluxo principal como a aquaplanagem em seus pneus. Outra teoria centra-se em como as partículas interagem no fluxo. Eles simplesmente se carregam passivamente no fluido? Talvez as partículas em um fluxo de detritos se comportem como moléculas de gás em um balão - elas colidem umas com as outras, exercem pressões e ajudam a manter-se suspensos.

Esses detalhes são importantes para entender até onde os fluxos de detritos podem ir, quantas coisas eles podem carregar, a rapidez com que se formam - todos relevantes para a construção de cidades em torno de vulcões, decidir a que distância eles precisam estar e avaliar o perigo de assentamentos e vilas que já estão lá.

Autoridades do desastre na Guatemala disseram que a erupção do Fuego em 3 de junho afetou mais de 1 milhão de pessoas. Como isso se compara a algumas das maiores erupções da história?

MAHOOD:Esta não é uma grande erupção por nenhum esforço da imaginação. Um dos grandes problemas na Guatemala e em muitos outros lugares - na Indonésia e nas Filipinas, por exemplo - é a grande população acumulada em torno de vulcões desse tipo. Erupções moderadamente pequenas podem matar muitas pessoas.

Fuego é um vulcão muito ativo. Presumivelmente, o que está acontecendo desta vez é que tem sido um pouco mais explosivo do que o normal, portanto, esses fluxos piroclásticos estão avançando mais para baixo no vulcão. Em vez de descer pelos flancos do pontiagudo, vulcão cônico e meio que desaparecendo, eles estão saindo para os flancos e se espalhando pelas aldeias.

É possível prever se e quando uma determinada erupção produzirá esse tipo de perigo?

MAHOOD:Muitas vezes podemos prever que há uma erupção chegando. O que é mais difícil de prever é a natureza exata da erupção e a hora do início.

Para mapear perigos vulcânicos, vulcanologistas vão a campo e mapeiam as pegadas de uma erupção:cinzas que caíram do ar, depósitos de fluxos piroclásticos e de detritos, e lava. As cinzas podem cobrir dezenas de milhares de milhas quadradas, mas as partículas estão frias no momento em que pousam, então são catastróficas apenas perto da abertura do vulcão, onde eles podem ser grossos o suficiente para derrubar telhados.

De volta ao laboratório, usamos a datação por carbono ou argônio para aprender sobre a frequência de cada tipo de erupção no passado. Cada vez mais, também estamos analisando cristais que cresceram no magma antes de uma erupção. Eles agem como pequenos registradores de temperatura, pressão e conteúdo de gás, para que possam nos ajudar a reconstruir a ascensão do magma e suas condições de armazenamento.

O melhor de tudo é se essas análises podem ser integradas com estudos geofísicos de sismicidade ou deformação ao redor do vulcão. Fuego é difícil de observar porque é densamente arborizado, e quando você chega ao topo, ele está coberto de nuvens. Os geofísicos se tornaram muito bons em prever erupções em Kilauea, no Havaí, e no Monte Santa Helena, em Washington, porque eles assistiram a tantas erupções. Conhecemos muito bem os sinais de que o magma está se movendo pela crosta de Kilauea:o cume se esvazia e os terremotos mudam de estilo de uma maneira particular. A única coisa que não é certa é quando uma erupção como a que está acontecendo em Kilauea vai parar.

Existe alguma maneira de se adaptar às ameaças de erupções vulcânicas?

LOWE:Assentamos áreas sem nos preocupar muito com desastres naturais e perigos. Contudo, uma vez que ocorre um desastre, precisamos tentar limitar o crescimento futuro nessa área e em lugares que enfrentam riscos semelhantes. Podemos não ver uma erupção verdadeiramente catastrófica em nossas vidas. Mas na vida de nossos filhos ou netos, inevitavelmente haverá erupções que destruirão grandes centros populacionais. Precisamos perceber como é importante olhar mais longe no futuro do que apenas amanhã.