Na televisão, a erupção do vulcão lança magma direto do topo. Contudo, não é tão incomum que o magma irrompa do flanco do vulcão, e não de seu cume. Depois de deixar a câmara de magma subterrânea, o magma força o seu caminho lateralmente ao quebrar a rocha, às vezes por dezenas de quilômetros. Então, quando rompe a superfície da Terra, forma uma ou mais aberturas de onde sai, às vezes de forma explosiva. Esse, por exemplo, ocorreu em Bardarbunga, na Islândia, em agosto de 2014, e Kilauea no Havaí em agosto de 2018.

É um grande desafio para os vulcanologistas adivinhar para onde o magma está se dirigindo e para onde vai romper a superfície. Muito esforço é gasto nesta tarefa, pois poderia minimizar o risco para vilas e cidades ameaçadas por erupções. Agora, Eleonora Rivalta e sua equipe do Centro Alemão de Pesquisa de Geociências GFZ em Potsdam e colaboradores institucionais desenvolveram um novo método para gerar previsões de localização de respiradouros. O estudo está publicado na revista Avanços da Ciência .

"Os métodos anteriores baseavam-se nas estatísticas das localizações das erupções anteriores, "diz Eleonora Rivalta." Nosso método combina física e estatística:calculamos os caminhos de menor resistência para o magma ascendente e ajustamos o modelo com base nas estatísticas. "Os pesquisadores testaram com sucesso a nova abordagem com dados da caldeira Campi Flegrei, na Itália, um dos vulcões de maior risco da Terra.

As aberturas abertas no flanco de um vulcão costumam ser usadas por apenas uma erupção. Todos os vulcões podem produzir tais aberturas únicas, mas alguns fazem mais do que outros. Seus flancos são perfurados por dezenas de aberturas cujo alinhamento marca os locais onde os caminhos do magma subsuperficial cruzaram a superfície da Terra.

Nas caldeiras, que são grandes cavidades semelhantes a um caldeirão que se formam logo após o esvaziamento de uma câmara de magma em uma erupção vulcânica, as aberturas também podem abrir dentro e em sua borda. Isso porque eles não têm uma cúpula para focalizar as erupções. "As caldeiras costumam se parecer com um gramado coberto de pequenas montanhas, "diz Eleonora Rivalta da GFZ.

A maioria das aberturas nas caldeiras foi usada apenas uma vez. O resultado disperso, às vezes, a distribuição espacial de ventilação aparentemente aleatória ameaça grandes áreas, apresentando um desafio para vulcanologistas que desenham mapas de previsão para a localização de erupções futuras. Esses mapas também são necessários para previsões precisas de fluxos de lava e piroclásticos ou da expansão de plumas de cinzas.

Os mapas de previsão de ventilação até agora se basearam principalmente na distribuição espacial de aberturas anteriores:"Os vulcanologistas costumam presumir que o vulcão se comportará como no passado, "diz Eleonora Rivalta." O problema é que muitas vezes apenas algumas dezenas de aberturas são visíveis na superfície do vulcão, já que os principais episódios eruptivos tendem a cobrir ou obliterar os padrões eruptivos passados. Portanto, tão matematicamente sofisticado quanto o procedimento pode ser, dados esparsos levam a mapas grosseiros com grandes incertezas. Além disso, a dinâmica de um vulcão pode mudar com o tempo, para que os locais de ventilação mudem. "

Testes de sucesso no Campi Flegrei

Rivalta, um físico treinado, e uma equipe de geólogos e estatísticos usou a física do vulcão para melhorar as previsões. "Empregamos o conhecimento físico mais atualizado de como o magma fratura a rocha para se mover no subsolo e combinamos isso com um procedimento estatístico e conhecimento da estrutura e história do vulcão. Ajustamos os parâmetros do modelo físico até que eles correspondam aos padrões eruptivos anteriores . Então, temos um modelo de trabalho e podemos usá-lo para prever locais de erupções futuras, "diz Eleonora Rivalta.

A nova abordagem foi aplicada no sul da Itália ao Campi Flegrei, uma caldeira perto de Nápoles, que tem uma população de quase um milhão. Na caldeira de mais de dez quilômetros de largura, cerca de oitenta respiradouros alimentaram erupções explosivas nos últimos 15, 000 anos. A abordagem funciona bem em testes retrospectivos, que está prevendo corretamente a localização de aberturas que não foram usadas para ajustar o modelo, relatam os pesquisadores.

"A parte mais difícil foi formular o método de uma forma que funcione para todos os vulcões e não apenas para um - generalizá-lo, "Rivalta explica." Agora vamos realizar mais testes. Se nosso método funcionar bem em outros vulcões também, pode ajudar no planejamento do uso da terra em áreas vulcânicas e na previsão da localização de erupções futuras com uma certeza maior do que era possível anteriormente. "