PREVISÃO DE ERUPÇÕES VS MONITORIZAÇÃO VULCÂNICA

Tal como o médico pode estimar a saúde de um paciente ao pesquisar e decifrar determinados sinais obtidos com radiografias, medições de ritmos cardiovasculares e análises químicas, para prevenir e tomar medidas em prol do bem-estar humano. Também o vulcanólogo pode estimar o estado de repouso ou de perturbação de um sistema vulcânico, procurando e apreciando ao longo do tempo determinados sinais provenientes do interior da terra, para assim prever e recomendar acções em defesa das populações residentes em regiões vulcânicas.

Caldeira do Faial, um vulcão activo com um passado recente explosivo

O estudo no tempo e no espaço de determinados parâmetros para estimar o estado de actividade de um vulcão para prever eventuais erupções e prevenir ou minimizar os riscos daí resultantes, designa-se por: Monitorização Vulcânica.

A monitorização vulcânica, frequentemente, analisa três tipo de sinais:

1. Variações na forma do edifício vulcânico, evidenciadas por alterações no relevo, cujo estudo pertence ao domínio da Geodesia e por isso se chama Monitorização Geodésica.

O monte Santa Helena antes da erupção desenvolveu uma saliência bojuda durante meses numa das vertentes, que provocou um deslizamento seguido da grande explosão.

2. Movimentos vibratórios no edifício vulcânico, com análises dos diferentes tipos de ondas sísmicas, cujo estudo pertence essencialmente à Física e por isso se chama Monitorização Geofísica.

Quatro tipos de sismogramas com registo de ondas com características diferentes, o 2.º e o 4.º são normalmente gerados por vulcões. Imagem daqui

3. Alteração na quantidade e proporções das substâncias saídas do edifício vulcânico, evidenciadas nas análises da desgaseificação centrada ou difusa, cujo estudo é sobretudo Químico e por isso se chama Monitorização Geoquímica.

Recolha de gases vulcânicos no Monte Baker nos Estado de Washington, EUA. Imagem daqui

Um vulcanólogo, embora possa especializar-se num determinado tipo de monitorização vulcânica, pode cruzar parâmetros de áreas diferentes. Por exemplo, a Temperatura é um parâmetro físico, mas os geoquímicos medem a temperatura das fumarolas, os movimentos nas falhas geológicas podem ser gerados por sismos, mas os deslocamentos podem ser interpretados pelos peritos em geodesia.

Tudo isto é um trabalho moroso e nunca se sabe quando será necessário num dado local, mas tem como objectivo salvar pessoas e bens e por isso é um investimento no futuro da segurança de uma região vulcânica, contra a face perigosa que vulcões escondem atrás da sua beleza.

A montanha do Pico, um vulcão activo cujas erupções são essencialmente efusivas

No futuro conto voltar com maior pormenor à importância dos gases vulcânicos, tanto na monitorização geoquímica, como na caracterização do tipo de erupções.

PROCESSOS E MEIOS DE DESGASEIFICAÇÃO II

Além da desgaseificação centrada em condutas preferenciais de libertação de gases vulcânicos, as restantes áreas de uma região vulcânica não são completamente impermeáveis, existem pequenas fissuras e poros nas rochas por onde os voláteis de profundidade sobem até à superfície de uma forma que se estende por quilómetros em torno de um vulcão, designando-se este tipo por desgaseificação difusa ou dos solos.

Exemplo de equipamento utilizado num levantamento para determinar a concentração de CO2 no solo: 1 – sonda (tubo oco), 2 – analisador de CO₂, 3 - filtro de gases, 4 - martelo para perfuração, 5 - tubo de silicone, 6 – parafusos, 7 – livro de campo e fotografia aérea.

Consequentemente, o ar atmosférico que se encontra no solo mistura-se com os gases vindos de profundidade e nestes abunda o Dióxido de Carbono (CO2). Uma das formas de determinar a intensidade de desgaseificação difusa é calcular a concentração deste gás nas misturas gasosas situadas no solo.

Analisador utilizado na elaboração da carta de anomalias de CO2 no solo do Faial realizada em 2002

Para se estimar a concentração de CO2 no solo introduz-se uma sonda a pequena profundidade e aspira-se os gases que são conduzidos para um analisador que determina no local a percentagem desta substância, repetindo a operação por centenas ou mesmo milhares de pontos à superfície, determinam-se as variações em área de abundância de CO2. Os locais que apresentam valores acima do que seria normal face à mistura do ar e à decomposição da matéria orgânica, dizem-se que possuem anomalias de CO2.

Carta de anomalias de CO2 no solo de 2002, a vermelho anomalias mais intensas, a branco áreas não anómalas ou não levantadas na Caldeira e Península do Capelo.

Transpondo os dados para mapas e após tratamento estatístico, elaboram-se cartas de anomalias de CO2 no solo, como exposta acima, estas fornecem informações sobre a estrutura da terra em profundidade, uma espécie de radiografia da zona estudada.

Existem cartas para outros gases e parâmetros de desgaseificação, o cruzamento de informação melhora o conhecimento do interior de um vulcão. O estudo continuado no tempo destas variações pertence ao domínio da monitorização geoquímica do vulcão e pode dar indicações importantes sobre a acalmia ou instabilidade deste, utilizadas na previsão de erupções, um assunto a aprofundar noutro post.

PROCESSOS E MEIOS DE DESGASEIFICAÇÃO I

A Terra aquece gradualmente com a profundidade, Gradiente Geotérmico, e várias substâncias das rochas que se afundam liquefazem-se ou passam ao estado gasoso sob pressão. Estas, tal como na panela, tendem a libertar-se, assim a desgaseificação ocorre em muitos locais do planeta.

Nas regiões vulcânicas, o Gradiente Geotérmico tende a ser maior, há mais fusão a menor profundidade, massas que se agrupam em bolsas de magma, numa mistura de minerais sólidos, líquidos e gases. Assim, sobre as câmaras magmáticas é normal haver desgaseificação intensa por todas as vias possíveis, como se depreende da figura abaixo.

Desgaseificação numa região vulcânica, adaptado de P. Allard

A desgaseificação pode ser evidente se for de forma centrada ou focalizada como nas fumarolas, nascentes termais, geisers ou pluma vulcânica duma erupção. Sinal de condutas profundas. Quando há vapor de água vê-se o "fumo" - fumarola; se houver sulfureto de hidrogénio (H2S), surge o cheiro a ovos podres.
Um dos gases mais abundantes na desgaseificação vulcânica é o dióxido de carbono, sem cheiro ou cor. Os locais onde este se liberta concentradamente chamam-se mofetas, podem ser denunciados pela morte de plantas e de animais sem motivo evidente ou por provocarem mal estar às pessoas (a morte em situações extremas). É um risco vulcânico mesmo sem erupção!
Se a libertação concentrada de dióxido de carbono passar em parte despercebida à superfície, debaixo de água as bolhas denunciam a situação. No Faial, descobriu-se recentemente um caso em terra invisível... mas a centenas de metros deste, no mar e perto da Ponta da Espalamaca, a desgaseificação torna-se espectacular, como no vídeo abaixo.

Vídeo de Marco Aurélio Robalo Santos

Além da forma concentrada, a desgaseificação pode ocorrer de outra forma no Faial e noutras ilhas açorianas, assunto a ser tratado noutro post.

Imagem adaptada de: Allard, P (1996) Geochemistry of volcanic gases: Composition, origin and flux. Application to volcano monitoring. Proceedings of course: The mitigation of volcanic hazards. European Comission.

DESGASEIFICAÇÃO VULCÂNICA: Estudar o invisível

Por norma não costumo falar da actividade profissional mais próxima ou dos trabalhos que fiz em vulcanologia. Mas uma colega desafiou-me a abordar no Geocrusoe a área onde mais cooperamos: a Monitorização Geoquímica de Gases Vulcânicos.

Nesta área, quase que se trabalha com o invisível, pois à excepção das fumarolas, geisers e plumas das erupções. A maior parte destes estudos consistem em quantificar os gases que não vemos, mas que se libertam permanentemente do solo das áreas vulcânicas activas, e detectar as variações das proporções das várias substâncias envolvidas neste processo.

Fumarola junto a um caminho perto da Ribeira Grande, uma forma de manifestação visível da libertação de gases vulcânicos dominada por vapor de água.

Apesar destas substâncias muitas vezes passarem despercebidas, o seu estudo permite muitas vezes compreender o estado de repouso ou de actividade de um vulcão aparentemente adormecido e, mesmo em condições de dormência, podem gerar situações muito perigosas para os seres vivos.
Paralelamente, os gases vulcânicos têm um papel fundamental no dinamismo das erupções, pois funcionam como combustível para alimentar as explosões vulcânicas, mas isso há-de surgir aqui faseado e intercalado no tempo....

DESGASEIFICAÇÃO VULCÂNICA SUBMARINA? - Ponta da Espalamaca Faial

EXPLICAÇÃO DO VÍDEO ABAIXO

O magma, além da sua fracção líquida mais ou menos viscosa, possui uma fracção gasosa muito importante, a qual é mesmo um dos principais motores das erupções.
Em virtude de microfissuras nas rochas, os gases vulcânicos tendem a ascender até à superfície da Terra, sendo esta desgaseificação mais evidente em pontos onde a saída dos gases é concentrada como nas fumarolas (predomínio da água), sulfataras (enxofre) e mofetas (dióxido de carbono = CO2).
Menos conhecida da população é a libertação de gases difusa através do solo, cujas quantidades, variações espaciais e temporais podem ser medidas com equipamentos próprios, bem como interpretadas geologicamente.

Na última década de 90 acompanhei, num semirígido, o Prof. José Madeira, da Faculdade de Ciências da UL, num reconhecimento da geologia costeira do Faial, tendo então verificado da existência de um local na Ponta da Espalamaca onde saía grande quantidade de bolhas do fundo do mar.
Em 2002 o tema da minha tese, de que resultou um mapa colocado no post "Faial cortado à faca" teve como base um extensa cobertura geográfica sobre a desgaseificação difusa de CO2 na zona leste do Faial, não encontrei na área da Espalamaca manchas de libertação de CO2 anómalas.
Em 2007 foi muito noticiado o facto de se ter detectado uma emissão de CO2 dentro de uma casa situada na Praia do Almoxarife, sobre a escarpa de uma falha geológica. Acompanhei parte do processo, coordenado pelo CVARG, onde foi confirmada a situação, que levou ao realojamento da família num outro local.

Em conversa sobre este tema com o meu colega Marco Aurélio Robalo Santos, biólogo marinho, na semana passada, este confirmou a mancha de libertação de bolhas submarina junto à Ponta da Espalamaca, próximo da casa mencionada, mostrou-me inclusivé o filme que efectuara em apneia, no ano de 2005 e o mesmo foi colocado no post para todos constatarem o fenómeno.

Não foram feitas análises, não confirmo que seja CO2 (até porque vejo muitos peixes por perto), mas a falha geológica está na zona, a desgaseificação foi detectada numa casa em terra... fica o trabalho para mais geólogos trabalharem e confirmarem o que ali se passa, pois existe outro local na área embora com menos intensidade de bolhas
Comparado com a zona de emissão submarina na Queimada (ilha de S. Jorge) de onde já colhi amostras e rica em CO2, esta zona é duma intensidade fenomenal, senão vejam e impressionem-se com o filme do Marco Santos!

Desgaseificação vulcânica submarina? - Ponta da Espalamaca