Vulcões uma viagem no tempo

Vulcões fazem parte das particularidades geográfica de alguns países, dando um toque especial na paisagem local e atraindo milhares de turistas. Além de esconderem histórias, culturas e economias que descrevem e identificam as regiões onde estão localizados. Para que servem e como podem nos afetar ou beneficiar?

* Este artigo foi publicado na Revista Geociências SURA | Edição 5 | Setembro de 2019.

Imponentes e majestosos, os vulcões têm sido fonte de inspiração para várias culturas ao longo da história. A palavra “vulcão” vem do latim Vulcano, o deus do fogo na mitologia romana, responsável por forjar o ferro e criar as armas transportadas pelos deuses e heróis de Roma.  

No entanto, havia outras culturas, como os maias e astecas, que cultuavam fervorosamente os vulcões. Eles acreditavam que os deuses viviam em suas profundezas e eram responsáveis pela formação dos fenômenos meteorológicos necessários para garantir a produção agrícola.

Os vulcões fazem parte do ciclo geológico da Terra, que é o conjunto de fenômenos ou eventos naturais que transformam a crosta e o manto da superfície, onde uma mistura de rocha fundida, gases e outros componentes — denominada “magma” — sobe da parte interna e vai se acumulando na superfície, dando origem a vários relevos, cujas formas dependem de processos complexos que estão sujeitos à presença ou ausência de gases e à formação, ascensão, composição química e emissão de magma.

Como estão classificadas e o que são as erupções vulcânicas?

A erupção é um fenômeno natural que consiste na expulsão de diferentes gases e materiais do interior da Terra, cuja magnitude e intensidade dependem, em grande parte, da composição química do magma e de sua viscosidade, diretamente relacionada ao teor de sílica. Sendo assim, à medida em que o teor de sílica for maior, o magma será mais viscoso e causará mais erupções, que também serão muito mais explosivas do que as que são causadas por magmas com menor teor de sílica.

Os vulcões entram em erupção de diferentes formas. A classificação da erupção é feita a partir de um vulcão que tenha apresentado um comportamento semelhante na história. No entanto, existem vulcões que têm um ou mais tipos de erupções registradas, portanto, alguns não podem ser classificados em um tipo específico.

Islândicas: erupções não violentas causadas por uma fissura na crosta terrestre, em que a lava flui e viaja longas distâncias. Exemplo: planalto de Decan, Índia.

Havaianas: pequenas erupções violentas com expulsão abundante de lava muito fluida ou líquida. Exemplo: Mauna Loa, Havaí.

Estrombolianas: explosões moderadas ou esporádicas de lava fluida, gases abundantes e violentos e fragmentos de rocha fundida, que são chamados de piroclastos. Exemplo: Stromboli, em Lípari, Itália.

Vulcanianas: explosões, que variam entre moderadas e violentas, de blocos de lava e cinzas, acompanhadas de outros materiais fragmentados que se solidificam rapidamente. São caracterizadas por gerar uma nuvem de cinzas em forma de cogumelo. Exemplo: Vulcano, Itália.

Sub-Pliniana, Pliniana, Ultra Pliniana: ejeção extremamente violenta de cinzas, em alta altitude e em forma de cogumelo. São caracterizadas por alternar com erupções de piroclastos e fluxos de lava, criando nuvens de fogo que, quando resfriadas, produzem precipitação de cinzas. Esse tipo de erupção vulcânica recebe esse nome em homenagem a Plínio, o Velho, que morreu na erupção que ocorreu no Monte Vesúvio, no ano 79 d.C. Exemplo: Vesúvio, Itália, e Monte Pinatubo, Filipinas. 

Peleanas: explosões violentas de lava muito viscosa que se consolida rapidamente, provocando o entupimento da cratera. Como os gases não têm por onde sair, uma grande pressão é criada dentro do vulcão, de modo que suas paredes cedem e a lava é expelida pelas laterais. Exemplo: Monte Pelée, Martinica. 

“Atualmente, o Serviço Geológico da Colômbia está promovendo a necessidade de a população conhecer a história e aprender sobre o processo de formação do território do país, caso contrário, condenaremos as gerações futuras a situações semelhantes à destruição de Armeiro. A natureza faz o que tem que fazer e os vulcões estão prestes a entrar em erupção. As pessoas são responsáveis por entender a natureza e tomar as decisões corretas.”

Doutora Marta Lucía Calvache Velasco, diretora técnica de ameaças geográficas do Serviço Geológico da Colômbia (SGC).

Como a atividade vulcânica funciona?

A atividade vulcânica está associada a diferentes tipos de manifestações, incluindo o ciclo de vida dos vulcões, que depende de quando ocorreu a última erupção. Isso permite que os vulcões sejam classificados como ativos, inativos e extintos.

Embora esse tempo geológico não esteja claramente definido, alguns geólogos consideram que os vulcões ativos são os que apresentaram erupções, liberação de gases e sismos, entre outros fenômenos, nos últimos 10.000 anos. É o caso do Monte Kilauea, no Havaí, considerado um dos vulcões mais ativos do mundo por suas constantes erupções de lava. 

Vulcões inativos são aqueles que não entraram em erupção há mais de 10.000 anos, mas têm características geológicas com potencial para gerar erupções em algum momento. O Monte Pinatubo, nas Filipinas, era considerado inativo porque ficou sem manifestar fenômenos por vários séculos, no entanto, em junho de 1991, causou a segunda maior erupção vulcânica do século XX, lançando de 25 a 30 milhões de toneladas de dióxido de enxofre na estratosfera, o que causou, durante os dois anos consecutivos, uma diminuição da temperatura média do planeta em 0,5 °C.

Vulcões extintos são aqueles que não têm mais capacidade de entrar em erupção, porque a sua fonte de magma desapareceu ou as condições geológicas próximas ao vulcão mudaram. O Monte Kulal, no Quênia, é considerado um vulcão extinto. 

Embora os vulcões sejam formadores de paisagens e contribuam para a identidade das regiões, eles também são uma amostra da incrível força da natureza, a ponto de grandes erupções vulcânicas terem mudado o curso da história de algumas cidades. 

É o caso de Pompéia e Herculano, que foram devastadas pela erupção do vulcão Vesúvio, na Itália, em 79 d.C. Aproximadamente dezessete séculos depois, Pompéia foi parcialmente escavada por arqueólogos que descobriram sinais de vida e luxos do antigo Império Romano.  

Segundo registros históricos e estudos científicos da região, acredita-se que a erupção do Vesúvio tenha começado com descargas de vapor e a formação de uma nuvem eruptiva, composta de cinzas e fragmentos de púmice (rocha ígnea também chamada pedra-pomes), que foi se condensando sobre as cidades.  

No entanto, o maior efeito causado pelo vulcão foi a formação de nuvens piroclástica, que são avalanches ou correntes de gases, cinzas e fragmentos rochosos incandescentes (piroclastos) que desciam em alta velocidade pelas encostas do vulcão.

Tamanho, magnitude e intensidade das erupções vulcânicas 

As erupções vulcânicas podem ser medidas em termos de magnitude, que  corresponde à massa total de matéria que entra em erupção (kg), e de intensidade, que é a taxa de erupção ou velocidade de emissão do magma (kg/s ou m3/s), que pode ser estimada a partir da altura e da forma da coluna eruptiva e da área sobre a qual o material eruptivo for distribuído. 

Para determinar o tamanho de uma erupção vulcânica, os vulcanólogos Christopher Newjall e Stephen Self desenvolveram uma escala de magnitude chamada Índice de Explosividade Vulcânica (IEV), que varia de 0 a 8, com base, principalmente, no volume de material que entra em erupção durante uma explosão e na altura da coluna eruptiva.  

Essa escala começa em 0 para erupções que produzem menos de 0,0001 km3 de material. A partir do IEV 1, torna-se logarítmica, ou seja, cada acréscimo na escala aumenta 10 vezes a quantidade de material expelido.

Impactos e benefícios dos vulcões 

A atividade vulcânica gera vários efeitos e influências que dependem das características do vulcão e têm impacto em escala regional e, às vezes, global. O conhecimento dos vulcões, sua dinâmica e suas inter-relações com as comunidades, o ambiente e o meio construído são fundamentais para gerenciar seus riscos e aproveitar seus benefícios. 

Estes são alguns impactos e benefícios que podemos destacar:

• Formação de ilhas vulcânicas: os vulcões empurram materiais para a superfície dos oceanos, o que pode levar à formação de ilhas que se tornam áreas habitáveis e turísticas.
• Tsunami: causado por deslizamentos nas encostas do vulcão ou erupções vulcânicas.
• Gases: podem reduzir a radiação solar e a temperatura média do planeta por um tempo determinado.
• Projéteis balísticos: fragmentos incandescentes de material vulcânico expelidos em alta velocidade, causando incêndios e destruição da infraestrutura.
• Lahares ou avalanches de lama: compostos por uma mistura de material vulcânico e água de chuvas intensas, derretimento de geleiras ou neve no topo do vulcão, que podem causar destruição da vegetação, cultivos, infraestrutura e inundações.
• Fluxo de lava: pode afetar os cultivos, causar incêndios florestais e destruição de infraestruturas.
• Auxilia na formação de novos ecossistemas.
• Fluxos piroclásticos: avalanches de gases, cinzas e fragmentos sólidos de magma que afetam o meio ambiente e o ecossistema.
• Raios.
• Chuva ácida: produzida pelas emissões de gases que entram em contato com a chuva, causando aumento da acidez em rios, lagos e solos, o que impacta a pesca, agricultura e pecuária.
• Energia geotérmica: geração de eletricidade a partir da energia presente, em forma de calor, no interior da terra.
• Extração de matéria-prima útil para a construção civil e as indústrias química e farmacêutica.
• Aumento de doenças respiratórias, cutâneas e oculares na população.
• Fomento de pesquisas.
• Enriquecimento do solo com nutrientes importantes para os cultivos.
• Poluição de fontes de água próximas.
• Geoturismo: formação de fontes termais e lama vulcânica.
• Sismos: podem causar danos à infraestrutura e deslizamentos nas encostas.
• Cinzas: fornece ao solo nutrientes que aumentam sua fertilidade.
• Formação de aquíferos e nascentes a partir da água contida nas rochas vulcânicas. 

Mapas de amenaça, sistemas de monitoramento e alerta prévio 

As erupções vulcânicas, diferentemente de outros fenômenos geofísicos, como o terremoto, geralmente têm uma atividade precursora associada, que varia de dias a meses. Essa atividade pode permitir que sinais de alerta sejam detectados a tempo e gerar mecanismos de antecipação, planejamento e mitigação de riscos. 

A análise do monitoramento desse tipo de sinal permite gerar alertas prévios, permitindo detectar deformações na superfície do solo, alterações de temperatura, emissões de gases e/ou cinzas, e atividade sísmica, entre outros parâmetros que auxiliam na estimativa da probabilidade de que uma erupção possa ocorrer. 

Os observatórios vulcânicos são as organizações responsáveis por monitorar os vulcões ativos e fornecer informações sobre o estado e nível de atividade do vulcão, para que as autoridades municipais emitam alertas precoces sobre uma possível erupção. Portanto, eles desempenham um papel fundamental na gestão e redução de riscos.  

Esses observatórios têm protocolos de níveis de alerta de risco vulcânico, mas diferem em cada país porque dependem do tipo de vulcão e das necessidades da população. Além disso, não existe um sistema internacionalmente unificado para esse fim. 

A Organização Internacional de Aviação Civil (ICAO, na sigla em inglês), organismo especializada das Nações Unidas, desenvolveu um sistema de alerta universal que utiliza quatro cores (verde, amarelo, laranja e vermelho) que representam as condições do vulcão e ajuda os aviões a evitarem nuvens de cinzas que possam se tornar potencialmente perigosas. 

Outro mecanismo de gerenciamento de riscos são os mapas de ameaça vulcânica, que permitem representar, por áreas, as possíveis zonas afetadas por diferentes fenômenos que possam ocorrer durante uma erupção, fornecendo informações detalhadas para que seja possível tomar decisões de planejamento territorial, desenvolvimento de planos de contingência, preparação da população e mitigação de riscos. 

O vulcão Popocatépetl, a 43 quilômetros da cidade de Puebla, no México, atualmente ativo, está 5.426 metros acima do nível do mar. Seu nome, proveniente do Nahuatl, significa “montanha fumegante”. Geograficamente, esse vulcão se une, ao norte, com o vulcão Iztaccíhuatl, que significa “mulher adormecida”, cuja forma contém vários picos que lembram a silhueta de uma mulher deitada de frente para o céu e com os cabelos estendidos para o lado oposto ao do seu corpo, que foi uma fonte de inspiração para a criação de lendas mitológicas que foram transmitidas de geração em geração.

Em 13 de novembro de 1985, o vulcão Nevado del Ruiz, na Colômbia, teve uma erupção de magnitude 3 na escala IEV. Embora essa magnitude possa ser considerada moderada, foi suficiente para fazer com que os fluxos piroclásticos emitidos pela erupção causassem o derretimento de gelo e neve, originando lahars que foram canalizados através de 6 rios e provocaram efeitos em vários municípios, especificamente no município de Armero, localizado no departamento de Tolima. 

Esse evento marca o início formal do Programa de Monitoramento Vulcânico do Serviço Geológico da Colômbia, que permite que modelos comportamentais dos vulcões mais ativos sejam obtidos e fornece informações oportunas, possibilitando não só o gerenciamento integral do risco mas também o aproveitamento dos recursos naturais em prol do bem-estar da população.

Fontes

• Catalina Bedoya. Engenheira Civil e Sanitária pela Universidade de Antioquia.
• Marta Lucía Calvache Velasco. Geóloga pela Universidade Nacional da Colômbia. Especialista em geotérmica pela Universidade de Auckland, Nova Zelândia. Mestre pela Universidade do Estado da Luisiana e Doutora pela Universidade do Estado do Arizona, ambas nos Estados Unidos. 
• Victoria Luz González Pérez. Engenheira Civil pela Universidade de Medellín, especialista e mestre em Engenharia Resistente a Sismos pela Universidade EAFIT.