Nova pesquisa mostra que o vulcão Kilauea entrou em erupção como um foguete em 2018
Vista telefoto voltada para o leste do lago de lava ativa em Halema'uma'u, no cume do Kilauea. Crédito:N. Deligne / USGS / Domínio Público Não existem duas erupções vulcânicas exatamente iguais, mas os cientistas pensam que uma série de erupções explosivas no vulcão Kīlauea se enquadra numa categoria totalmente nova.
Ao analisar a dinâmica de 12 explosões consecutivas que aconteceram em 2018, os pesquisadores descrevem um novo tipo de mecanismo de erupção vulcânica. As explosões foram provocadas por aumentos repentinos de pressão à medida que o solo desabou, o que lançou nuvens de fragmentos de rocha e gás quente no ar, como um clássico brinquedo de foguete.
Pesquisadores da Universidade de Oregon, do Serviço Geológico dos Estados Unidos e da Universidade de Sichuan, na China, relatam suas descobertas em um artigo publicado em 27 de maio na Nature Geoscience. .
A série específica de explosões no cume do Kilauea foi parte de uma sequência de eventos que incluiu fluxos de lava em erupção na parte inferior do flanco do vulcão. Esses fluxos de lava destruíram milhares de casas e deslocaram residentes na ilha do Havaí durante meses.
Compreender exatamente o que aconteceu em erupções vulcânicas passadas, coloquialmente chamado de “hindcasting”, permite que os vulcanologistas façam melhores previsões sobre erupções futuras e dêem avisos mais precisos às pessoas no caminho de uma erupção.
Na maior parte, as erupções vulcânicas explosivas são impulsionadas principalmente pelo aumento do magma, pela vaporização da água subterrânea ou por alguma combinação dos dois, de acordo com Josh Crozier, que fez esta pesquisa quando era estudante de doutorado na UO. Mas essas erupções não se enquadravam exatamente nos moldes.
“Essas erupções são bastante interessantes porque não parecem envolver nenhuma delas”, disse Crozier. "O material eruptivo continha muito pouco que parecesse magma fresco que foi expelido, mas também não há evidências de envolvimento significativo de água subterrânea."
O Observatório de Vulcões Havaianos, parte do Serviço Geológico dos EUA, monitora Kīlauea de perto. O vulcão está coberto de instrumentos científicos, desde sensores terrestres que medem o tremor da terra até ferramentas que analisam os gases libertados pelo vulcão.
"Uma coisa legal sobre essas erupções é que houve um monte delas em sequência que eram notavelmente semelhantes; isso é relativamente incomum", disse Leif Karlstrom, vulcanologista da UO. “Normalmente, as erupções vulcânicas não acontecem com tanta regularidade.”
Portanto, a equipe tinha mais dados do que o normal para trabalhar e poderia se aprofundar na dinâmica específica das erupções.
Colocando todos esses dados numa variedade de modelos atmosféricos e subterrâneos, os cientistas reuniram uma nova história sobre o que aconteceu em Kilauea durante a série de eventos de 2018.
Antes de cada explosão no cume, o magma escoava lentamente de um reservatório subterrâneo. (Este magma alimentava fluxos de lava a 40 quilómetros de distância, no flanco oriental do vulcão.) À medida que o reservatório se esgotava, o solo acima dele – a cratera dentro da caldeira no cume do vulcão – desabou subitamente.
Isso aumentou rapidamente a pressão no reservatório. E como havia uma bolsa de gás magmático acumulado no topo deste reservatório, o aumento da pressão comprimiu o gás magmático e pedaços de entulho através de um conduíte e os expeliu por uma abertura na cratera de Kīlauea.
Os pesquisadores comparam a dinâmica da erupção a um brinquedo de foguete, onde pisar em um airbag conectado a uma mangueira lança um projétil no ar.
"O 'pisão' é todo esse pedaço de rocha com um quilômetro de espessura caindo, pressurizando o bolsão e, em seguida, forçando o material diretamente para cima", disse Crozier. "E o 'foguete' é, claro, o gás e as rochas que saem do vulcão."
O colapso da caldeira é bastante comum, observa Crozier. Portanto, embora esta seja a primeira vez que os cientistas explicam especificamente esse mecanismo específico do foguete, provavelmente não é a única vez que isso ocorre.
O estudo conseguiu vincular as observações geofísicas às propriedades da pluma vulcânica na atmosfera.
“Esta ligação é muito rara”, disse Joe Dufek, vulcanologista da UO. "Isso aponta para novas maneiras de observar erupções e combinar medições de sensores com simulações de computador para avaliar melhor os perigos das erupções."
O facto de se tratar de uma série de erupções mais pequenas pode ter facilitado a visualização do mecanismo subjacente, disse Dufek. Outros processos complexos não estavam ofuscando o componente stomp-rocket.
Mas isso não quer dizer que Kilauea seja simples. Um desenho típico de um vulcão mostra o magma subindo através de câmaras em diferentes profundidades. Mas raramente é tão simples, e um vulcão como o Kīlauea, decorado com instrumentos científicos, oferece uma oportunidade para aprofundar os detalhes.
"Este é um exemplo, e há um número crescente destes, onde os caminhos de ascensão do magma são bastante complexos do ponto de vista geométrico", disse Karlstrom. "Isso nos dá uma imagem muito mais sutil de como são os sistemas de encanamento vulcânicos."
