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Supervulcões seguem regras próprias

Nas mega-erupções a rocha derretida fratura espessas camadas de cobertura 

josep salvia i bote/Flickr
Erupções de vulcões pequenos, como o italiano Stromboli, são produzidas pela pressão gerada enquanto a rocha derretida se acumula no subsolo. 

 
Por Alexandra Witze e Revista Nature

 

Enormes explosões vulcânicas ocorrem com menos frequência que o esperado por cientistas, e agora vulcanólogos acreditam poder explicar o porquê: super-erupções e erupções menores são disparadas por processos fundamentalmente diferentes.

Vulcões pequenos, como o italiano Stromboli, entram em erupção quando a rocha derretida se eleva a partir das profundezas da Terra e se acumula em uma câmara subterrânea até que a pressão seja suficiente para explodir na superfície. Mas as câmaras de magma de vulcões gigantes – como o que entrou em erupção há dois milhões de anos abaixo do que hoje é o Parque Nacional Yellowstone, no oeste dos Estados Unidos – são grandes demais para que a pressão de vazamentos de magma provoquem uma erupção.

Em vez disso, pesquisadores relatam que a rocha derretida se acumula até que sua flutuabilidade crie um tipo diferente de estresse que quebre o cobertura da câmara e inicie uma erupção.

“Na prática nós identificamos dois mecanismos diferentes que disparam erupções – um para vulcões pequenos de aproximadamente 500 quilômetros cúbicos de magma, e um em que é possível produzir super-erupções”, declara Luca Caricchi, vulcanólogo da Universidade de Genebra, na Suíça.

Caricchi e seus colegas descreveram esse cenário na Nature Geoscience de 5 de janeiro (Scientific American é parte do Nature Publishing Group). Grandes erupções são mais comuns no registro geológico do que cientistas esperariam se simplesmente baseassem as estimativas no número de erupções pequenas que ocorrem com o tempo. Essa diferença poderia decorrer de um problema com a amostragem, ou a uma diferença fundamental entre erupções grandes e pequenas.

Caricchi e sua equipe usaram modelos e simulações para estudar os diversos atores envolvidos em uma erupção: do calor do magma, até as forças necessárias para destruir a cobertura de uma câmara. Para vulcões pequenos, os cientistas confirmaram que a pressão do magma se elevando era suficiente para disparar uma erupção. “É como soprar uma bexiga de festa – se soprar com velocidade suficiente, você pode fazê-la estourar”, compara Caricchi.

Mas adicionar magma a uma câmara muito maior seria como soprar inutilmente um balão de passageiros. Em vez disso, um supervulcão acumula uma quantidade imensa de magma, que é menos densa que a rocha adjacente e portanto mais flutuável. Em algum momento, de acordo com Caricchi, há magma suficiente na câmara para que sua flutuabilidade quebre a rocha acima dela e dispare uma erupção. 

A ideia é apoiada por um estudo de laboratório, também publicado em 5 de janeiro na Nature Geoscience. Uma equipe conduzida pelos geocientistas Wim Malfait e Carmen Sanchez-Valle, da ETH Zurique na Suíça, mediu a densidade de rochas derretidas com composição química semelhante à encontrada em muitos vulcões. Os cientistas usaram a Instalação Europeia de Radiação Síncrotron em Grenoble, na França, para recriar as altas pressões e temperaturas encontradas no interior da Terra.

A partir das medidas de densidade eles puderam determinar a flutuabilidade do magma. “Quanto maior fica a câmara de magma, mais importante se torna a flutuabilidade”, observa Malfait.

Caricchi e sua equipe também calcularam o tamanho teórico máximo que uma câmara de magma poderia atingir. O tamanho máximo para uma câmara de magma sem erupções depende de um equilíbrio entre sua espessura e sua extensão horizontal: uma câmara muito espessa entra em erupção, enquanto uma câmara muito vasta começa a se refriar e cristalizar nas bordas.

De acorco com Caricchi, a maior câmara possível teria cerca de 90 quilômetros de diâmetro e conteria cerca de 35 mil quilômetros cúbicos de magma. Isso é sete vezes a quantidade de magma expelido durante a maior erupção conhecida – a da caldeira La Garita, há 28 milhões de anos no que hoje é o Colorado.

Este artigo foi reproduzido com permissão da revista Nature. O artigo foi publicado pela primeira vez em 5 de janeiro de 2014.