Veniaminof, Alasca, tem erupções inesperadas frequentes — modelar como estas acontecem pode ajudar os cientistas a proteger as pessoas de erupções repentinas
Quando os vulcões se preparam para entrar em erupção, os cientistas baseiam-se em sinais típicos para avisar as pessoas que vivem nas proximidades: deformação do solo e terramotos, causados por câmaras subterrâneas que se enchem de magma e gás vulcânico. Mas alguns vulcões não dão sinais de aviso óbvios e prévios. Agora, cientistas que estudam o Veniaminof, no Alasca, desenvolveram um modelo que pode explicar e prever estas erupções.
“Apesar dos grandes avanços na monitorização, alguns vulcões entram em erupção com poucos ou nenhuns precursores detetáveis, aumentando significativamente o risco para as populações vizinhas”, afirmou Yuyu Li da Universidade de Illinois, principal autor do estudo na revista Frontiers in Earth Science. “Alguns destes vulcões estão localizados perto das principais rotas aéreas ou perto de comunidades: exemplos incluem Popocatépetl e Colima no México, Merapi na Indonésia, Galeras na Colômbia e Stromboli em Itália.
“O nosso trabalho ajuda a explicar como isto acontece, identificando as principais condições internas – como o baixo fornecimento de magma e a rocha hospedeira quente.”
Sinais de alerta
O Veniaminof é um vulcão coberto de gelo no Arco Aleutiano do Alasca. É cuidadosamente monitorizado, mas apenas duas das suas 13 erupções desde 1993 foram precedidas de sinais suficientes para alertar os cientistas observadores. De facto, uma erupção de 2021 só foi detectada três dias após ter começado.
“O Veniaminof é um caso de estudo de como um vulcão pode parecer calmo e, ao mesmo tempo, estar preparado para entrar em erupção”, disse Li. “É um dos vulcões mais ativos do Alasca. Nas últimas décadas, produziu várias erupções VEI 3 – eventos explosivos de tamanho moderado que podem enviar cinzas até 15 km de altura, interromper o tráfego aéreo e representar riscos regionais para as comunidades e infra-estruturas próximas – muitas vezes sem sinais de alerta claros.”
Para compreender melhor o Veniaminof, os cientistas utilizaram dados de monitorização ao longo de três épocas de verão imediatamente antes da erupção de 2018, que produziu apenas sinais de aviso ambíguos imediatamente antes da sua ocorrência. Eles criaram um modelo do comportamento do vulcão em diferentes condições que mudariam o impacto de um reservatório de magma de enchimento no solo acima: seis volumes potenciais de reservatório de magma, uma gama de taxas de fluxo de magma e profundidades de reservatório e três formas de reservatório. Em seguida, compararam os modelos com os dados para ver qual correspondia melhor e quais as condições que produziam erupções, furtivas ou não.
O vulcão em números
Descobriram que um elevado fluxo de magma para uma câmara aumenta a deformação do solo e a probabilidade de uma erupção. Se o magma estiver a fluir rapidamente para uma câmara grande, pode não ocorrer uma erupção, mas se ocorrer, o solo deformar-se-á o suficiente para avisar os cientistas primeiro.
Do mesmo modo, um fluxo elevado de magma para uma câmara pequena é suscetível de produzir uma erupção, mas não uma erupção “furtiva”. Estas tornam-se prováveis quando um baixo fluxo de magma entra numa câmara relativamente pequena. Em comparação com os dados observacionais, os resultados sugerem que Veniaminof tem uma câmara magmática pequena e um baixo fluxo de magma.
O modelo também sugere que diferentes condições podem produzir diferentes sinais de alerta. O magma que flui para câmaras maiores e mais planas pode causar terramotos mínimos, enquanto câmaras mais pequenas e alongadas podem produzir pouca deformação do solo. Mas as erupções só acontecem quando todas as condições estão reunidas – o fluxo correto de magma e o tamanho, forma e profundidade corretos da câmara.
No entanto, quando os cientistas acrescentaram a temperatura ao seu modelo, descobriram que, se o magma estiver presente de forma consistente ao longo do tempo, de modo a que a rocha da câmara esteja quente, o tamanho e a forma são menos importantes. Se a rocha estiver quente, é menos provável que falhe de forma a causar terramotos detetáveis ou deformação do solo quando o magma flui para a câmara, aumentando a probabilidade de uma erupção surpresa.
E agora?
“Para mitigar o impacto destas potenciais erupções surpresa, precisamos de integrar instrumentos de alta precisão, como medidores de inclinação de furos de sondagem, medidores de tensão e sensores de fibra ótica, bem como abordagens mais recentes, como a monitorização de infra-sons e de emissões de gases”, disse Li. “A aprendizagem automática também se mostrou promissora na deteção de mudanças subtis no comportamento vulcânico, especialmente na recolha de sinais de terramotos.”
Em Veniaminof, a adoção de medidas para melhorar a cobertura da monitorização por satélite e a adição de tiltmeters (medem pequenas mudanças na inclinação dos solos) e strainmeters (medem a deformação da Crosta Terreste, ou seja, a alteração da forma ou do tamanho da superfície) poderia melhorar a taxa de deteção. Entretanto, os cientistas sabem agora quais os vulcões que devem ser observados com mais atenção: vulcões com reservatórios pequenos e quentes e fluxos lentos de magma.
“A combinação destes modelos com observações em tempo real representa uma direção promissora para melhorar a previsão dos vulcões”, disse Li. “No futuro, esta abordagem pode permitir uma melhor monitorização destes sistemas conduzindo, em última análise, a respostas mais eficazes para proteger as comunidades vizinhas.”
