p Quanto mais água é dissolvida no magma, maior é o risco de um vulcão explodir. Um novo estudo da ETH agora mostra que essa regra simples é apenas parcialmente verdadeira. Paradoxalmente, alto teor de água reduz significativamente o risco de explosão. p Os vulcanologistas há muito se preocupam com duas questões:quando exatamente um vulcão entrará em erupção? E como essa erupção vai se desenrolar? A lava fluirá montanha abaixo como uma pasta viscosa, ou o vulcão lançará explosivamente uma nuvem de cinzas por quilômetros na atmosfera?

p A primeira pergunta de "quando" agora pode ser respondida com relativa precisão, explica Olivier Bachmann, Professor de Petrologia Magmática na ETH Zurique. Ele aponta para dados de monitoramento da Ilha Canária de La Palma, onde o vulcão Cumbre Vieja recentemente emitiu um fluxo de lava que desceu para o mar. Usando dados sísmicos, os especialistas conseguiram rastrear a ascensão da lava em tempo real, por assim dizer, e prever a erupção dentro de alguns dias.

p Forças imprevisíveis da natureza

p O como, " por outro lado, ainda é uma grande dor de cabeça para os vulcanologistas. Vulcões em ilhas como La Palma ou Havaí provavelmente não produzirão grandes explosões. Mas esta pergunta é muito mais difícil de responder para os grandes vulcões localizados ao longo de zonas de subducção, como os encontrados nos Andes, na costa oeste dos EUA, no Japão, Indonésia, ou na Itália e na Grécia. Isso ocorre porque todos esses vulcões podem entrar em erupção de muitas maneiras diferentes, sem nenhuma maneira de prever o que ocorrerá.

p Para entender melhor como um vulcão entra em erupção, nos últimos anos, muitos pesquisadores se concentraram no que acontece no conduto vulcânico. Já se sabe há algum tempo que os gases dissolvidos no magma, que então emerge como lava na superfície da Terra, são um fator importante. Se houver grandes quantidades de gases dissolvidos no magma, bolhas de gás se formam em resposta à diminuição da pressão conforme o magma sobe através do conduto, semelhante ao que acontece em uma garrafa de champanhe agitada. Essas bolhas de gás, se eles não podem escapar, em seguida, leva a uma erupção explosiva. Em contraste, um magma contendo pouco gás dissolvido flui suavemente para fora do conduíte e, portanto, é muito menos perigoso para a área circundante.

p O que acontece na corrida?

p Bachmann e seu pesquisador de pós-doutorado Răzvan-Gabriel Popa agora se concentraram na câmara magmática em um novo estudo que publicaram recentemente no jornal Nature Geoscience . Em um extenso estudo da literatura, eles analisaram dados de 245 erupções vulcânicas, reconstruindo o quão quente a câmara magmática estava antes da erupção, quantos cristais sólidos havia no fundido e quão alto era o conteúdo de água dissolvida. Este último fator é particularmente importante, porque a água dissolvida mais tarde forma as infames bolhas de gás durante a ascensão do magma, transformando o vulcão em uma garrafa de champanhe que foi desarrolhada muito rapidamente.

p Os dados inicialmente confirmaram a doutrina existente:se o magma contém pouca água, o risco de uma erupção explosiva é baixo. O risco também é baixo se o magma já contiver muitos cristais. Isso ocorre porque eles garantem a formação de canais de gás no conduíte através dos quais o gás pode escapar facilmente, Bachmann explica. No caso do magma com poucos cristais e um conteúdo de água de mais de 3,5 por cento, por outro lado, o risco de uma erupção explosiva é muito alto - exatamente como prevê a doutrina prevalecente.

p O que surpreendeu Bachmann e Popa, Contudo, foi que a imagem mudou novamente com alto teor de água:se houver mais de cerca de 5,5 por cento de água no magma, o risco de uma erupção explosiva cai acentuadamente, embora muitas bolhas de gás possam certamente se formar à medida que a lava sobe. "Portanto, há uma área de risco claramente definida na qual precisamos nos concentrar, "Bachmann explica.

p Gases como um buffer

p Os dois vulcanologistas explicam sua nova descoberta por meio de dois efeitos, tudo relacionado ao alto teor de água que faz com que bolhas de gás se formem não apenas no conduíte, mas também na câmara magmática. Primeiro, as muitas bolhas de gás se ligam no início, em grande profundidade, para formar canais no conduíte, tornando mais fácil para o gás escapar. O gás pode então vazar para a atmosfera sem qualquer efeito explosivo. Segundo, as bolhas de gás presentes na câmara magmática atrasam a erupção do vulcão e, portanto, reduzem o risco de uma explosão.

p "Antes de um vulcão entrar em erupção, magma quente sobe de grandes profundidades e entra na câmara subvulcânica do vulcão, que está localizado 6 a 8 quilômetros abaixo da superfície, e aumenta a pressão lá, "Popa explica." Assim que a pressão na câmara de magma for alta o suficiente para quebrar as rochas sobrepostas, ocorre uma erupção. "

p Se a rocha derretida na câmara magmática contiver bolhas de gás, estes atuam como um amortecedor:eles são comprimidos pelo material que sobe de baixo, retardando o aumento da pressão na câmara magmática. Esse atraso dá ao magma mais tempo para absorver o calor de baixo, de modo que a lava fica mais quente e, portanto, menos viscosa quando finalmente entra em erupção. Isso torna mais fácil para o gás no conduíte escapar do magma sem efeitos colaterais explosivos.

p COVID-19 como um golpe de sorte

p Essas novas descobertas tornam teoricamente possível chegar a melhores previsões sobre quando esperar uma explosão perigosa. A questão é, como os cientistas podem determinar com antecedência a quantidade de bolha de gás na câmara magmática e até que ponto o magma já se cristalizou? "No momento, estamos discutindo com geofísicos quais métodos poderiam ser usados ​​para registrar melhor esses parâmetros cruciais, "Diz Bachmann." Acho que a solução é combinar diferentes métricas - sísmica, gravimétrico, dados geoelétricos e magnéticos, por exemplo."

p Concluir, Bachmann menciona um aspecto lateral do novo estudo:"Se não fosse pela crise do coronavírus, provavelmente não teríamos escrito este artigo, "ele diz com um sorriso." Quando o primeiro bloqueio significava que de repente não podíamos ir para o campo ou laboratório, tivemos que repensar nossas atividades de pesquisa a curto prazo. Então, gastamos o tempo que tínhamos em mãos e examinamos a literatura para verificar uma ideia que já tínhamos com base em nossos próprios dados de medição. Provavelmente, não teríamos feito essa pesquisa demorada em circunstâncias normais. "