Informações RS: VULCANISMO

O vulcanismo consiste nos processos pelos quais o magma e os gases a ele associados ascendem, a partir do interior da Terra (Ver o Tema Estrutura da Terra), à superfície da crusta terrestre incluindo a atmosfera. O ramo da Geologia que se dedica ao estudo do Vulcanismo designa-se por Vulcanologia. O termo que está na origem destas palavras é Vulcão. É uma palavra de origem Latina, Vulcano o deus do fogo. Entendemos por Vulcão uma abertura (respiradouro) na superfície da crusta terrestre, através da qual se dá a erupção do magma, dos gases e das cinzas associadas. Do mesmo modo, a estrutura, geralmente com a forma cónica, que é produzida pelas sucessivas emissões de materiais magmáticos, é nomeada por Vulcão. Em termos gerais, a estrutura vulcânica que forma um vulcão é designada por aparelho vulcânico. Existem diferentes tipos (logo diferentes classificações) de vulcões, resultando daí diferentes configurações dos aparelhos vulcânicos, contudo estes são, normalmente, constituídos pelas seguintes partes: 1) câmara magmática, local onde se encontra acumulado o magma, normalmente situado em regiões profundas das crustas continental e oceânica, atingindo, por vezes, a parte superior do manto (Ver Estrutura da Terra e Tectónica de Placas), 2) chaminé (principal) vulcânica, canal, fenda ou abertura que liga a câmara magmática com o exterior das crustas, e por onde ascendem os materiais vulcânicos, 3) cratera, abertura ou depressão mais ou menos circular, em forma de um funil, localizada no topo da chaminé vulcânica, 4) cone vulcânico, elevação de forma cónica que se forma por acumulação dos materiais expelidos do interior das crustas (lavas, cinzas e fragmentos de rochas), durante a erupção vulcânica. Para além da chaminé vulcânica, a maioria das vezes, existem outras condutas, denominadas por filões. Também se podem formar cones laterais, secundários ou adventícios ao cone vulcânico principal.

Esquema representando o corte transversal de um aparelho vulcânico.

Esquema animado mostrando um aparelho vulcânico.

Um dos muitos aspectos característicos da morfologia vulcânica é a existência de caldeiras que resultam do desaparecimento, parcial ou total, do cone vulcânico. As caldeiras vulcânicas são estruturas colapsadas por explosões, abatimentos ou agentes erosivos. As caldeiras apresentam, geralmente, contornos mais ou menos regulares circulares ou elípticos.

Modelo esquemático e animado mostrando a formação de uma caldeira por abatimento parcial do cone vulcânico.

Caldeira vulcânica de Kilauea, a 1250 m de altitude, situada na ilha do Havai, a maior ilha do arquipélago Havaiano. Observe os contornos circulares.

Caldeiras da ilha do Havai, transformadas em lagoas.

O magma é uma mistura complexa de silicatos, que se encontra em fusão a temperaturas que variam, mais ou menos, entre os 800º C e 1200º C. Consoante o teor em sílica, os magmas podem dividir-se em: 1) ácidos, quando apresentam mais de 60% do teor em sílica, 2) andesíticos, quando o teor em sílica está compreendido entre 50% e 60%, e 3) básicos, quando o teor em sílica é inferior a 50%. Existe uma estreita relação entre o teor em sílica de um magma e a sua viscosidade. Assim, quanto maior for o teor em sílica, mais baixa será a temperatura para o manter no estado líquido e maior será a sua viscosidade. Deste modo, os magmas ácidos são mais viscosos que os magmas básicos. Também a fluidez de um magma aumenta com a temperatura, com o teor de ferro e magnésio, e com a quantidade de água nele contida. Sempre que o magma atinge a superfície das crustas, liberta os gases nele contidos, passando a chamar-se lava. De acordo com as características (teor em sílica, ferro, magnésio e água, viscosidade, fluidez, temperatura) dos magmas, de uma forma geral, podemos considerar três tipos de actividade vulcânica (efusões lávicas): 1) efusiva, caracterizada pela emissão lenta de lavas, em forma de escoadas, como se de "rios de lavas" se tratasse; os vulcões com actividade efusiva são alimentados por magmas básicos e fluidos, 2) explosiva, caracterizada pela projecção de consideráveis massas de materiais sólidos e por uma violenta libertação de gases; os magmas são, neste caso, ácidos e viscosos, os quais originam lavas que raramente formam escoadas, mas antes originam agulhas e cúpulas, e 3) mista, caracterizada pela alternância de explosões violentas e emissão lenta de lavas.

Exemplo de uma actividade vulcânica efusiva. Vulcão de Mauna Loa na ilha do Havai.

Fotografia tirada no dia 28 de Março de 1984. A lava derramada forma uma abundante escoada lávica - "Rio de lava" - próximo das pequenas crateras visíveis ao fundo da fotografia . A cratera que lançou o maior volume de lava é a que se situa na parte superior direita da fotografia. A escoada lávica com 1 a 2 quilómetros de largura na parte frontal, estendeu-se ao longo de 25 quilómetros.

Exemplo animado de uma actividade vulcânica explosiva no Monte de Santa Helena (Mount Saint Helens), situado a NW dos Estados Unidos, no estado de Washington. Durante 2 meses o vulcão, "adormecido" há 123 anos, mostrou sinais (sismos, erupção de vapores e cinzas) que estava a "acordar". Uma "protuberância" cresceu no lado norte da montanha. No dia 18 de Maio, de 1980, rochas e gelo deslizaram a alta velocidade e a montanha explodiu lançando gases, magma, e água pelo lado onde a "protuberância" tinha estado.

Exemplo de uma actividade vulcânica mista. Vulcão Stromboli, também conhecido pelo "farol do Mediterrâneo, localizado na ilha Stromboli, no Mar Tirreno, a Norte da Sicília, na Itália.

A fotografia tirada no dia 6 de Dezembro de 1985, mostra uma vista aérea de parte da cratera do Stromboli. A lava flui da direita para a esquerda do observador, resultado de uma violenta erupção que emitiu uma nuvem de cinza a uma altura de aproximadamente 2000m acima da cratera. Então um fluxo de lava emergiu e, lentamente, alcançou o mar.

Às erupções vulcânicas estão associados produtos de natureza gasosa, líquida e sólida.

As erupções são precedidas, acompanhadas e seguidas por abundantes emissões gasosas resultantes da desgaseificação do magma que alimenta os vulcões. O gás expelido em maior quantidade é o vapor de água, seguindo-se-lhe o anidrido carbónico (dióxido de carbono), anidrido sulfuroso (dióxido de enxofre), hidrogénio, monóxido de carbono, ácido clorídrico, metano, argon, flúor e outros. As proporções relativas dos diferentes gases variam consideravelmente com o tipo de magma e, dentro do mesmo magma, ao longo do tempo.

Durante a actividade vulcânica explosiva, ocorre a formação de quantidades variáveis de materiais sólidos que resultam de pequenas porções (salpicos) de lava que arrefecem e solidificam no ar ou na água. Estes materiais denominam-se genericamente por piroclastos ou tefra. De entre estes, destacamos: 1) poeiras ou cinzas vulcânicas, são materiais muito finos, com dimensões inferiores a quatro milímetros, facilmente transportados pelo vento e originados pela pulverização das lavas; quando se depositam na superfície terrestre dão origem a solos férteis, 2) bagacina ou «lapilli», são fragmentos de lava consolidada com dimensões compreendidas entre 4 e 32 mm, 3) bombas, são fragmentos de aspecto esponjoso, provenientes de lavas arrefecidas durante as erupções, apresentando formas variáveis e podendo atingir dimensões entre os 32 mm e 0,5 m; os fragmentos com dimensões entre 0,5 m e 1 m têm a designação de blocos e 4) pedra-pomes, são fragmentos de aspecto vesicular, com paredes muito finas, apresentando uma densidade inferior à da água, tendo origem em lavas muito ricas em sílica; à acumulação de pedra-pomes chama-se pomito.

Além dos piroclastos, outros fragmentos sólidos podem ser expelidos durante as erupções violentas. Estes fragmentos, arrancados às paredes da chaminé, têm a designação de ejectólitos.

Fotografia mostrando amostras de cinzas vulcânicas. A dimensão da barra (7 mm), colocada em baixo do lado esquerdo, permite avaliar as dimensões relativas das amostras.

Fotografia mostrando amostras de bagacina ou «lapilli». A dimensão da barra (1 cm), colocada em baixo do lado direito, bem como a moeda, permitem avaliar as dimensões relativas das amostras.

Fotografia mostrando uma amostra de bomba vulcânica. A dimensão da barra (50 cm), colocada em baixo do lado direito, permite avaliar a dimensão relativa da amostra.

Fotografia mostrando uma amostra de pedra-pomes. A dimensão da barra (3 cm), colocada em baixo do lado direito, permite avaliar a dimensão relativa da amostra.

É frequente, nas erupções vulcânicas mais violentas, a formação de uma mistura de materiais sólidos incandescentes de dimensões variadas (cinzas, bagacina, bombas e blocos), bem como de gases a elevadas temperaturas (cerca de 1000º C). A esta mistura chama-se nuvem ardente.

As lavas, conforme a sua composição e o tipo de arrefecimento (lento ou rápido) a que foram submetidas, podem apresentar à superfície aspectos muito variados. Assim sendo, surgem 1) lavas encordoadas ou «pahoehoe» (designação havaiana), que se caracterizam pelo aspecto rugoso que apresentam; durante a consolidação, surge, em primeiro lugar, uma fina crosta superficial debaixo da qual a lava continua a fluir, enrugando-a e dando-lhe a forma final de um encordoamento; são típicas de erupções efusivas 2) lavas escoriáceas ou «aa» (designação havaiana), caracterizam-se por apresentarem uma superfície irregular, com saliências ponteagudas; têm origem em lavas viscosas, com elevada percentagem de gases, que solidificam rapidamente; são típicas de erupções explosivas e 3) lavas em almofada ou «pillow-lavas», caracterizam-se pelo seu aspecto tubular ou em rolos; são típicas dos derrames submarinos, sendo o seu aspecto resultante do rápido arrefecimento da lava em contacto com a água.

Lava encordoada ou «pahoehoe».

Lava escoriácea ou «aa».

Lava em almofada ou «pillow-lava».

A energia calorífica libertada pela câmara magmática, origina a libertação de materiais líquidos e gasosos existentes nas rochas encaixantes. A esta actividade chama-se vulcanismo residual ou secundário. Os fenómenos de vulcanismo secundário mais comuns são os seguintes: 1) géiseres, são jactos intermitentes e periódicos de água e vapor de água, a elevada temperatura, 2) fontes ou nascentes termais, são emanações de água, vapor de água e dióxido de carbono a elevada temperatura (cerca de 50 C); quando o calor libertado pelo magma em ascensão encontra aquíferos (acumulação de águas em profundidade), transforma as águas em águas termais ou juvenis; estas contêm sais minerais em diferentes proporções o que possibilita o seu uso para fins terapêuticos, 3) fumarolas, são emanações gasosas (vários compostos gasosos) exaladas através de fissuras em zonas próximas de vulcões activos; as fumarolas, com predomínio de gases sulfurados (dióxido e trióxido de enxofre, ácido sulfídrico) denominam-se sulfataras e podem produzir importantes depósitos de enxofre; quando, para além do vapor de água, existe libertação quase exclusiva de dióxido de carbono, as fumarolas designam-se por mofetas.

Géisere na Islândia.

Na primeira página deste Tema, fizemos uma breve referência à estrutura vulcânica que forma um vulcão, enquanto que na segunda página fizemos uma alusão ao magma. Chegou o momento de dizermos, de forma muito sumária, porque é que surgem os vulcões.

Os vulcões ocorrem porque, como sabemos (Ver Tectónica de Placas e Estrutura da Terra), a crosta da Terra está dividida num mosaico de placas rígidas - placas tectónicas - que se assemelham a um "puzzle" . Há 16 macroplacas. Já sabemos que estas placas rígidas flutuam sobre uma camada menos rígida (plástica) e superficial do manto superior a astenosfera. As placas movem-se separando-se, placas divergentes, ou colidindo umas com as outras, placas convergentes. A maioria dos vulcões ocorrem próximo dos limites das placas tectónicas. Quando as placas colidem, uma placa desliza para baixo da outra. Esta é uma zona de subducção. Quando a placa que mergulha atinge o manto, as rochas que a constituem derretem e originam o magma que pode mover-se para cima e causar uma erupção na superfície da terra, resultando um vulcão. Em zonas do "rift" (cristas ou dorsais), as placas divergem (afastam-se) uma da outra e o magma ascende à superfície e causa uma erupção vulcânica. Alguns vulcões ocorrem no meio das placas nas áreas chamadas "hotspots" (pontos quentes) - lugares onde o magma se forma, no interior da placa, e depois ascende à superfície terrestre originando um vulcão.

Modelo esquemático representativo da origem e ocorrência dos vulcões à superfície da Terra.

Mapa-mundi simplificado mostrando a distibuição dos "Pontos Quentes" e os Limites entre Placas Tectónicas.

Os vulcões não estão distribuídos à superfície da Terra de forma aleatória. A maioria está concentrada nas regiões limítrofes dos continentes, ao longo das cadeias montanhosas, ou nos oceanos ao longo das dorsais (ver mapa). Mais de metade dos vulcões activos, acima do nível do mar, situam-se no Oceano Pacífico no chamado "Anel de Fogo". O "Anel de Fogo" é uma faixa circum-pacífica que se estende para norte ao longo das cordilheiras norte-americanas, passa pelas ilhas Aleutas e prossegue para sul passando pelo Japão, as Filipinas até à Nova Zelândia. Tal como já dissemos as posições dos vulcões estão directamente relacionadas com a Tectónica de Placas (zonas de subducção (fossas), dorsais e riftes). Contudo, alguns vulcões activos não estão associados aos limites de placa, sendo estes vulcões designados por "intra-placa". Os vulcões havaianos fornecem o melhor exemplo de uma corrente vulcânica de "intra-placa", desenvolvida no interior da Placa Pacífica que passa sobre "um ponto quente", relativamente estacionário, o qual fornece o magma para alimentar os novos vulcões activos.

Mapa mostrando a distribuição mundial dos vulcões activos, as principais placas tectónicas e os respectivos limites divergentes e convergentes, bem como a localização do "Anel de Fogo".

A Islândia é a maior parcela de terra inteiramente de origem vulcânica, formada por planaltos de lava expelida através de fracturas (actividade vulcânica tipo fissural) ou por grandes vulcões de forma cónica (actividade vulcânica tipo central). O complexo vulcânico da Islândia cobre uma área de, aproximadamente, 100.000 quilómetros quadrados atingindo, em certos locais, alturas de mais de 2 quilómetros acima do nível do mar. A rocha vulcânica predominante é o basalto, já o dissemos.

Em virtude da sua posição em relação à Dorsal Médio-Atlântica (ver mapa modelo) a Islândia está em contínua expansão, sendo as duas metades estiradas pela expansão dos fundos oceânicos (Ver o Tema Tectónica de Placas) onde assenta. As forças de tensão provocam o desenvolvimento de fracturas crustais dispostas paralelamente ao eixo da crista oceânica que, por vezes, funcionam como condutas para as erupções vulcânicas tipo fissural e central. As rochas mais antigas (cerca de 15 MA) da Islândia encontram-se nos extremos ocidental e oriental, e na actualidade a actividade vulcânica limita-se, praticamente, à parte central da ilha directamente situada sobre a crista médio-atlântica, razão porque esta ilha constitui um laboratório para o estudo dos mecanismos físicos da expansão dos fundos oceânicos.

Mapa modelo mostrando a dorsal ou crista médio-atlântica em expansão e a localização da Islândia disposta ao longo da dorsal.

Depois da análise deste Tema, bem como da Tectónica de Placas, ficamos a saber que a maior parte das erupções vulcânicas ocorrem ao longo dos limites das placas tectónicas. Com o actual conhecimento de que dispomos dos mecanismos da Terra e seu funcionamento, é possível fazer previsões acerca das probabilidades de ocorrência das erupções vulcânicas. Mas ainda não é possível prever a data exacta destes acontecimentos, bem como a sua real dimensão, há muito que investigar pois, tal como a Terra, o conhecimento é dinâmico. Para terminarmos este Tema passamos a mostrar algumas fotografias elucidativas de alguns aspectos do vulcanismo.