Vulcões entram em erupção, eles vomitam cinzas, seus flancos cicatrizados às vezes correm com lava e deslizamentos de terra. Mas apenas ocasionalmente. Um processo menos dramático, mas importante, são as emissões contínuas de gases dos vulcões; em outras palavras, conforme eles exalam. Vários vulcões em todo o mundo exalam continuamente o vapor de água misturado com metais pesados, dióxido de carbono, sulfeto de hidrogênio e dióxido de enxofre, entre muitos outros gases. Destes, o dióxido de enxofre é o mais fácil de detectar do espaço.

Em um novo estudo publicado em Relatórios Científicos esta semana, uma equipe liderada por pesquisadores da Michigan Technological University criou o primeiro, inventário verdadeiramente global de emissões de dióxido de enxofre vulcânico, usando dados do Instrumento de Monitoramento de Ozônio Holandês-Finlandês no satélite Aura do Sistema de Observação da Terra da NASA lançado em 2004. Eles compilaram dados de emissões de 2005 a 2015 para produzir estimativas anuais para cada um dos 91 vulcões atualmente emitindo em todo o mundo. O conjunto de dados ajudará a refinar os modelos de química atmosférica e climática e fornecer mais informações sobre os riscos para a saúde humana e ambiental.

"Muitas pessoas podem não perceber que os vulcões estão continuamente liberando grandes quantidades de gás, e pode fazer isso por décadas ou mesmo séculos, "diz o vulcanologista Simon Carn, professor associado da Michigan Tech em Houghton, Michigan, e o principal autor do novo estudo. "Porque as emissões diárias são menores do que uma grande erupção, o efeito de uma única pluma pode não parecer perceptível, mas o efeito cumulativo de todos os vulcões pode ser significativo. Na verdade, na média, vulcões liberam a maior parte de seu gás quando não estão em erupção. "

Carn e sua equipe descobriram que a cada ano os vulcões emitem coletivamente de 20 a 25 milhões de toneladas de dióxido de enxofre na atmosfera. Embora esse número seja maior do que a estimativa anterior feita no final da década de 1990 com base em medições do solo, a nova pesquisa inclui dados sobre mais vulcões, incluindo alguns que os cientistas nunca visitaram, e ainda é menor do que as emissões humanas de níveis de poluição de dióxido de enxofre.

As atividades humanas emitem cerca de duas vezes mais dióxido de enxofre na atmosfera, de acordo com o co-autor Vitali Fioletov, um cientista atmosférico da Environment and Climate Change Canada em Toronto, Ontário. Ele liderou o esforço para catalogar as fontes de emissões de dióxido de enxofre de atividades humanas e vulcões e para rastrear as emissões derivadas das observações de satélite de volta às suas fontes usando dados do vento.

As emissões humanas, entretanto, estão diminuindo em muitos países devido a controles mais rígidos de poluição em usinas de energia, como a queima de combustível com baixo teor de enxofre, e avanços tecnológicos para removê-lo durante e após a combustão. À medida que diminuem, a importância das emissões vulcânicas persistentes aumenta. Vulcões fornecem níveis naturais de fundo de dióxido de enxofre que precisam ser levados em consideração ao estudar a atmosfera global e os efeitos regionais.

Os processos atmosféricos convertem o gás em aerossóis de sulfato - pequenas partículas suspensas na atmosfera - que refletem a luz solar de volta ao espaço, causando um efeito de resfriamento no clima. Aerossóis de sulfato próximos à superfície terrestre são prejudiciais à respiração. Além disso, o dióxido de enxofre é a principal fonte de chuva ácida e é irritante para a pele e os pulmões. As preocupações com a saúde com as plumas de dióxido de enxofre estão em andamento em comunidades nas encostas de vulcões em degaseificação persistente, como o Kilauea no Havaí e o Popocatepetl no México.

Com observações diárias, rastrear as emissões de dióxido de enxofre via satélite também pode ajudar na previsão de erupções. Junto com a medição da atividade sísmica e deformação do solo, os cientistas que monitoram os dados de satélite podem detectar aumentos perceptíveis nas emissões de gases que podem preceder as erupções.

"É complementar ao monitoramento baseado em terra, "Carn diz, acrescentando que sua equipe diz que ambos são necessários. "Medições terrestres de gases vulcânicos que são mais difíceis de medir do espaço, como dióxido de carbono, são cruciais. Mas os dados de satélite podem nos permitir almejar novas medições terrestres em vulcões não monitorados de forma mais eficaz, levando a melhores estimativas das emissões vulcânicas de dióxido de carbono. "

Os dados terrestres são mais detalhados, e em áreas como a América Central, onde grandes vulcões emissores de dióxido de enxofre estão próximos uns dos outros, eles distinguem melhor de quais plumas específicas de gás de vulcão vêm. Contudo, enquanto as medições de campo das emissões de dióxido de enxofre estão aumentando, eles ainda permanecem muito esparsos para reunir uma imagem global coesa.

É aí que esse novo inventário é útil; chega até os vulcões remotos das Ilhas Aleutas e fornece medições consistentes ao longo do tempo dos maiores emissores do mundo, incluindo Ambrym em Vanuatu e Kilauea no Havaí.

"Os satélites nos fornecem uma visão única 'grande' das emissões vulcânicas que é difícil de obter usando outras técnicas, "Carn diz." Podemos usar isso para observar as tendências nas emissões de dióxido de enxofre na escala de um arco vulcânico inteiro. "

O trabalho destaca a necessidade de dados consistentes de longo prazo, de acordo com o co-autor Nick Krotkov, um cientista atmosférico do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, que produz os dados de dióxido de enxofre do satélite Aura. "Se você quiser observar tendências ou fazer outra ciência, a série temporal mais longa é realmente crítica. O valor dos dados aumenta com sua duração, " ele disse.

As novas informações sobre emissões vulcânicas reúnem oportunidades para melhorar o monitoramento de perigos naturais, riscos para a saúde humana e processos climáticos - uma respiração vulcânica de cada vez.