Os cientistas estão usando a mais recente tecnologia 4-D para prever o comportamento dos fluxos de lava e suas implicações nas erupções vulcânicas.

Os resultados explicam porque alguns fluxos de lava podem cobrir quilômetros em apenas algumas horas, enquanto outros viajam mais lentamente durante uma erupção, destacando o perigo representado por fluxos rápidos que muitas vezes representam o maior perigo para as populações civis perto de vulcões.

A pesquisa, que está sendo liderado pela Universidade de Manchester, está estudando os processos que acontecem durante a cristalização em magmas basálticos usando microtomografia de raios-X síncrotron 4-D. É a primeira vez que este tipo de tecnologia de varredura 4-D foi usada para investigar a cristalização durante erupções vulcânicas e para simular o comportamento de um fluxo de lava natural. O estudo foi publicado em Nature Scientific Reports .

O time, liderado pelo Prof Mike Burton, Cadeira de Vulcanologia da Universidade, cristalização monitorada em magmas, um processo fundamental que impulsiona erupções e controla diferentes tipos de atividade vulcânica. Usando essa nova abordagem e tecnologia, eles podem, pela primeira vez, observe os cristais crescerem em 3-D em tempo real, simular o comportamento dos fluxos de lava após a erupção de um vulcão. O processo é semelhante às cenas recentemente testemunhadas em Kilauea, no Havaí.

O professor Burton explica:"Durante as erupções vulcânicas, pequenos cristais crescem dentro do magma. Esses cristais podem mudar muito a forma como o magma flui. quanto mais cristais houver, mais lenta será a erupção, o que também reduz a velocidade e a distância percorrida pelos fluxos de lava. "

"Quanto menos cristais presentes na lava significa que a erupção se acelerará, potencialmente se tornando mais poderoso e devastador. Nossa pesquisa e esta nova abordagem abrem uma fronteira inteiramente nova no estudo dos processos vulcânicos. "

Para estudar a taxa de crescimento do cristal, a equipe preparou uma amostra de uma erupção real em uma célula de alta temperatura, antes de realizar tomografias de raios-X enquanto controla a temperatura do magma. Isso permitiu que a equipe visualizasse a formação e o crescimento dos cristais, e medir a rapidez com que cresceram.

Usando este método e tecnologia, os pesquisadores podem coletar centenas de imagens 3-D durante um único experimento. Esses dados são então usados ​​em complexos, modelos numéricos para caracterizar completamente o comportamento das erupções vulcânicas com mais precisão.

Dra. Margherita Polacci, da Escola de Ciências da Terra e Ambientais de Manchester, e o autor principal do estudo, disse:"Ser capaz de prever com mais precisão o comportamento dos fluxos de lava também pode nos permitir ajudar as agências de segurança relevantes a conceber e desenvolver novas estratégias e ações de segurança ao lidar com erupções em áreas povoadas."

Este não é o único uso para tal tecnologia em Geociências. O Prof Burton acrescentou:"Existem muitas outras aplicações desta abordagem na ciência dos materiais, extração mineral e outros processos geológicos. Estamos muito animados com a perspectiva de estender nossos estudos a altas pressões, que faremos em novos experimentos em 2018. "