Vulcões

18 agosto 2014
Pércio de Moraes Branco

Vulcão é uma estrutura geológica em terra ou no mar, por onde extravasa magma, uma massa de rocha fundida de alta temperatura, constituída em grande parte de silicatos, misturados com vapor de água e gás. Essa estrutura comunica-se com uma câmara subterrânea profunda, onde o magma fica armazenado, a câmara magmática. Além do magma, saem pelo vulcão outros materiais, como gases e partículas quentes (como cinzas).

A palavra vulcão deriva de Vulcano, deus do fogo na mitologia romana (Hefaístos para os gregos). A ciência que estuda os vulcões é a Vulcanologia, criada na década de 1980.


Origem

Um vulcõo típico tem formato cônico e montanhoso, mas de proporções variáveis. Essa estrutura é característica do vulcanismo de erupção central, mas há também, o vulcanismo de fissura, em que o magma, em geral de composição basáltica, sai não através de um conduto cilíndrico, mas através de grandes fendas na crosta terrestre.

Apesar de se assemelharem bastante na forma, vulcão e montanha são diferentes na estrutura e no modo de formação. A montanha forma-se pela deformação da crosta terrestre, devida a esforços de compressão que atuam ao longo de milhares de anos. O vulcão pode surgir rapidamente (o Paricutín formou-se em um ano) e tem uma estrutura, composta por chaminé, cratera e cone vulcânico Este último forma-se não por deformação da crosta, mas por acúmulo do material ejetado do interior da Terra durante as sucessivas erupções.

Nos últimos 2 milhões de anos, formaram-se de pelo menos 10.000 vulcões, dos quais quinhentos apresentaram atividade constante durante muito tempo. Hoje, cerca de vinte vulcões mostram-se intensamente ativos.

A origem e distribuição dos vulcões está relacionada com a distribuição das placas tectônicas, massas rochosas rígidas que formam a crosta terrestre e que deslizam sobre o manto, material subjacente de consistência plástica.

Onde há choque de duas placas constituídas inteiramente de crosta oceânica, ou seja, de basalto, uma delas, não se sabe qual, mergulhará sob a outra e sofrerá fusão. Nessa região, chamada de zona de subducção, surge um conjunto de pequenas ilhas vulcânicas distribuídas em forma de arco. De todos os vulcões visíveis, 95% estão em zonas de subducção.

Se uma placa oceânica choca-se com uma continental, a placa oceânica mergulha sob a outra, por ser mais pesada, formando também zona de subducção. A imensa placa do Pacífico desloca-se para o norte, cerca de 1 cm por ano, e choca-se contra a placa norte-americana, mergulhando sob ela. Por isso, localizam-se na costa daquele oceano cerca de 60% dos vulcões ativos do planeta, o que deu à região o nome de Anel de Fogo do Pacífico. A placa de Nazca choca-se contra a América do Sul e assim formaram a cordilheira dos Andes, com seus vulcões e terremotos. Esse tipo de vulcanismo é o mais estudado, e o magma pode ter composição bem mais variada do que aquele formado onde duas placas se afastam.

Se o choque for de duas placas continentais, pode não haver subducção (mergulho de uma sob a outra), e surgir uma cadeia de montanhas, pela deformação das rochas. Nessas áreas, o vulcanismo pode estar ausente, embora os terremotos, por serem de pequena profundidade, sejam perigosos. Um exemplo e a Cordilheira do Himalaia, formado pelo choque da Índia com a Ásia. A placa africana está se chocando contra a placa eurasiana, provocando terremotos na Turquia e no Irã, por exemplo. Mas, na região onde estão o Etna e o Vesúvio, há uma pequena subducção, por isso existem esses dois vulcões.

A famosa Falha de Santo André (San Andreas Fault), na Califórnia, é o encontro de duas placas continentais que não se chocam de frente e sim deslizam uma rente à outra. Ali os terremotos são frequentes e podem ser perigosos, mas não há vulcanismo.

Se duas placas estão se afastando, surge vulcanismo submarino. Ele é responsável pela expansão do fundo oceânico em diversas zonas do globo. Esse tipo de vulcanismo é o mais comum de todos, representando 80% da atividade vulcânica da Terra, mas, é muito pouco observado, por ocorrer no fundo dos oceanos. A lava sai através de fraturas na crosta e espalha-se para os dois lados da fratura, sem grandes eventos explosivos. Essas fraturas podem ter poucos metros de largura e alguns quilômetros de comprimento. A Cadeia Mesoatlântica é uma extensa crista que existe no meio do oceano Atlântico, e que mostra focos de vulcanismo desse tipo. Ela marca a zona de separação da placa sul-americana e da placa africana. Na Islândia, essa cadeia aflora e ali é o único local onde se vê vulcanismo basáltico continental.

Embora pouco comum (só 5% dos vulcões), há também vulcanismo no interior das placas tectônicas, não só nos bordos. Isso corre quando existe, no manto terrestre, um ponto quente  Desenho vulcão havaiano - (Fonte: Teixeira, 2000) (hot spot), local onde o magma se concentra e ascende até à superfície, se encontrar uma brecha para tanto. Nessa situação, como a placa está se movendo, mas o ponto quente permanece fixo, aparecem na superfície da Terra vários vulcões ao longo de uma linha, que são cada qual mais jovem que o que lhe antecede, seguindo em um determinando rumo geográfico. Exemplo desse tipo de vulcanismo são as ilhas vulcânicas do Havaí. No desenho acima, pode-se ver como aquela área vulcânica forma uma faixa, com vulcões cada vez mais antigos, de Noroeste (5,1 milhões de anos) para Sudeste (400 mil anos ou menos).

A localização dos pontos quentes pode ter pouca ou nenhuma relação com as placas tectônicas, mas alguns cientistas acreditam que muitas dessas áreas marcam os antigos limites de placas.


As erupções e seus perigos

A fase inicial de uma erupção parece principiar com um abaulamento do solo, acompanhado de tremores da terra. Formam-se fendas nas regiões de maior fraqueza da zona abaulada e conseqüente saída explosiva de gases, ejeção de água subterrânea e terra. A seguir, verifica-se a abertura e limpeza da chaminé e expulsão de cinzas, blocos, bombas, e finalmente dá-se o derramamento de lava.

Uma em cada dez pessoas no mundo mora perto de vulcões ativos ou potencialmente ativos, correndo, por isso, permanente risco de morte.

Nas erupções, blocos arredondados ou lava parcialmente consolidada caem do céu e esmagam tudo o que encontram pela frente. Torrentes de lava cercam e prendem as vítimas, queimando-as vivas. Terremotos, muitas vezes associados às erupções, destroem prédios.

Nuvens de lava quente, cinzas de pedra-pomes e gases incandescentes jogam pessoas para o alto e as incineram em segundos. Nuvens de dióxido de enxofre asfixiam e envenenam. Nuvens de gás carbônico sufocam. Nuvens de ácido clorídrico corroem os pulmões.

Quando as erupções acontecem em áreas de geleiras, podem provocar uma inundação de lama, formada a partir da neve e do gelo derretidos, capaz de destruir pequenas cidades. Em 1985, o Nevado del Ruiz derreteu uma geleira e sepultou uma cidade inteira, matando 23.000 pessoas.

Muitas vezes os vulcões geram tsunamis e pelo menos um quarto das mortes provocadas por vulcões nos últimos 250 anos deram-se por afogamento ou esmagamento causados por ondas gigantescas. Assim foi com a maioria das 35.500 pessoas que morreram na monumental erupção do Krakatoa de 1883.

A importância das erupções é medida pelo Índice de Explosividade Vulcânica (VEI – Volcanic Explosivity Index), adotado internacionalmente. Ele é determinado pelo volume de material expelido e pela altura a que chega esse material e só se aplica a erupções explosivas.

O maior VEI já registrado, de valor 8, foi a erupção do monte Toba, onde é hoje Sumatra, há 74.000 anos. A explosão formou um imenso lago de 84 km por 24 km e largura e deixou camadas de poeira de 46 cm de espessura no fundo do oceano a quase 2.500 km de distância.

O VEI 7 corresponde à erupção de 1815 do vulcão Tamboro, na mesma zona de subducção do Toba.


A forma dos vulcões

A forma dos vulcões depende muito da natureza da lava que dele sai. Os vulcões do Havaí expelem lavas muito fluidas e muito quentes, que se espalham facilmente, sem grandes explosões. O cone vulcânico é muito largo, assemelhando-se a um escudo. O Mauna Loa, por exemplo, tem 120 km de diâmetro.

Vulcões que expelem lavas viscosas formam grandes cones, normalmente com uma pequena cratera no cume e flancos íngremes. Um exemplo é o vulcão Mayon, nas Filipinas (foto a seguir) e o monte Fuji, no Japão. Como a lava é viscosa, ela escoa com dificuldade e no final da erupção obstrui a cratera.  Vulcão Mayon, Filipinas - Fonte: Wikipédia Quando o magma começa a subir novamente, esse tampão dificulta sua saída, o que leva a um grande aumento da pressão por ele exercida. Chega um ponto em que a pressão supera a resistência do tampão de lava e ocorre uma explosão muito forte, muitas vezes tão forte que destrói todo o cone vulcânico.

A caldeira é uma depressão de grande diâmetro, com uma massa elevada no centro, que se forma pelo desmoronamento total ou parcial de uma cratera. Mede entre 15 e 100 km² de diâmetro.

Pode formar-se em horas ou dias e sempre pela saída violenta de gases. Um exemplo é a região do Parque de Yellowstone, nos EUA. Em Poços de Caldas (MG), há restos de uma caldeira de 30 km de diâmetro, que existiu há 90 milhões de anos, bem visível em imagens de radar ou de satélite. A distinção entre cratera e caldeira nem sempre é clara.

Os vulcões podem ser classificados de acordo com sua forma e tipo de erupção. Há várias classificações, que incluem categorias como havaianos, peleanos, plinianos, vulcanianos e strombolianos.


Vulcões ativos, dormentes e extintos

Normalmente considera-se ativo o vulcão que está em erupção ou que mostra sinais de instabilidade, com pequenos abalos ou emissões de gás significativas. Alguns autores consideram ativo qualquer vulcão que se saiba já ter um dia entrado em erupção. Exemplo de vulcões ativos são o Etna (Itália), o Pinatubo (Filipinas) e o Monte Santa Helena (EUA).

Vulcão dormente é aquele que não se encontra atualmente em atividade, mas que poderá mostrar sinais de perturbação e entrar de novo em erupção (razão pela qual é monitorado por centros sismológicos). O vulcão Licancabur (foto abaixo), no deserto de Atacama (Chile), é um exemplo, embora não se tenha registro de sua última erupção.

 Vulcão Licancabur, Chile Vulcão extinto é aquele que os vulcanólogos consideram pouco provável que entrem em erupção de novo.

Essa classificação é discutível, porque ninguém, a rigor, pode garantir que um vulcão nunca mais entrará em erupção ou que outro, inativo há 5.000 anos, não vá entrar em atividade. A caldeira de Yellowstone, por exemplo, não entra em erupção há 640.000 anos, mas é considerada um vulcão ativo proque tem atividade sísmica, atividade geotérmica e porque o solo, na região está sendo soerguido em ritmo bastante acelerado.


Material produzido pelas atividades vulcânicas

Os produtos formados pelas atividades vulcânicas são:

Lava: material rochoso em estado de fusão que atinge a superfície terrestre. As mais comuns são as lavas basálticas, que atingem 1.000 a 1.200º C. Deslocam-se com velocidade de alguns quilômetros por hora, mas já se registrou derrame de lava a 100 km/h.

Piroclastos: fragmentos de rocha lançados na atmosfera em erupções explosivas.

Vulcanoclastos: fragmentos de rocha formados por erosão.

Depósitos piroclásticos: materiais soltos ou misturas de cinzas vulcânicas, bombas, blocos e gases produzidos em erupções violentas de gases. Fragmentos angulosos pré-existentes ou da própria erupção depois de cimentados formam brechas vulcânicas. Os fragmentos menores, jogados no ar e depois depositados, formam os tufos vulcânicos.

Nuvens ardentes: torrentes de baixa densidade que se deslocam costa abaixo, com velocidades extremamente altas (até 200 km/h), e temperaturas também altíssimas (em geral mais de 700º C), acompanhadas de som ensurdecedor.

Fumarolas: exalações de gases e vapores através de pequenos condutos que podem continuar em atividade por décadas e até séculos após a erupção vulcânica.

Gêiseres: fontes que expelem água a altas temperaturas e com grande regularidade. A água infiltra-se a partir da superfície e retorna a ela por ação do calor proveniente do magma. O jato de água dá-se em sentido vertical e o intervalo varia desde alguns segundos até muitas semanas. A temperatura da água varia, sendo às vezes inferior a do seu ponto de ebulição, podendo, excepcionalmente, atingir 138ºC.

Os gêiseres ocorrem nas regiões de vulcanismo moderno, sendo assim considerados atividades finais do vulcanismo. Tanto neles como nas fumarolas, sente-se cheiro de enxofre, às vezes forte.

Na foto ao lado, gêiseres de El Tatio, no deserto de Atacama (Chile)  Gêiseres de El Tatio,  deserto de Atacama (Chile)


Atividades Vulcânicas no Brasil

O Brasil não possui nenhum vulcão ativo, mas no fim da Era Mesozóica ocorreram manifestações vulcânicas de altíssima intensidade. Esse vulcanismo atingiu o que é hoje o sul do Brasil, mais São Paulo e Mato Grosso do Sul, além de Uruguai, Paraguai e Argentina, num total de 1.200.000 km2. É a maior área de vulcanismo basáltico existente no mundo.

As ilhas oceânicas brasileiras distantes da costa possuem uma constituição basáltica. Com exceção dos Abrolhos, que se situa na plataforma continental, essas ilhas são porções emersas da Cadeia Mesoatlântica.

Um grupo de pesquisadores do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo localizou, no Pará, um dos maiores vulcões conhecidos e o mais antigo de todos. Sua idade é estimada em 1,85 bilhão de anos e é surpreendente seu estado de preservação, apesar dos efeitos da erosão. A maioria dos vulcões desse tipo ainda preservados se formou há menos de 250 milhões de anos. Os estudos mostraram que, a partir de dezenas de pequenas erupções, ocorreu ali uma erupção gigantesca, catastrófica, que culminou com a formação de uma caldeira de 22 km de diâmetro. O vulcão está localizado entre os rios Tapajós e Jamanxim e não há estrada de acesso ao local.

Curiosidades
  • O Monte Olimpus em Marte, a maior montanha do sistema solar, é um vulcão. Ele tem 26 km de altura e no seu cume há uma depressão com 65 km de diâmetro. Marte tem quatro grandes vulcões, bem maiores que qualquer vulcão terrestre.

  • Em Io, satélite de Júpiter, vulcões expelem lavas com temperaturas muito maiores que as registradas na Terra e com jatos de enxofre e outros gases que chegam a mais de 300 km de altura.

  • Ao todo, existem cerca de 1.500 vulcões atualmente, 627 dos quais estiveram ativos nos últimos 10.000 anos. Num ano, temos em média sessenta erupções vulcânicas na Terra.

  • Vênus é um planeta geologicamente ativo e cerca de 90% da sua superfície são constituídos por basalto o que leva a crer que o vulcanismo desempenha um papel importante na modelagem da superfície do planeta. Os derrames de lava estão bastante presentes e muitas das estruturas da superfície de Vênus são atribuídas a formas de vulcanismo que não se encontram na Terra. Outros fenômenos são atribuídos a erupções vulcânicas, tais como as mudanças na atmosfera do planeta e a observação de relâmpagos.

  • Em 1943, foi testemunhado o nascimento de um vulcão, o Paricutín, no México, e sua evolução foi observada em todos os seus detalhes. Alguns meses antes da erupção, perceberam-se tremores de terra e no dia 20 de fevereiro formou-se repentinamente uma longa fenda, na qual se iniciou logo a seguir expulsão de gases e cinzas. Porém, dois dias depois foi que começou o derramamento de lava, principalmente de modo explosivo, alternando-se com a formação de camadas de material piroclástico, levantando-se, desta maneira, uma elevação de cerca de 170 m de altura em uma semana. Em poucos meses, ela atingiu 330 m. Contudo, a partir do ano seguinte as atividades já se tornaram limitadas.

  • Nos últimos 250 anos, houve cerca de 90 tsunamis provocados por erupções vulcânicas.

  • Na erupção de 24.08.1883 do Krakatoa, houve quatro grandes explosões. A última e maior delas, foi ouvida a 4.776 km de distância (até hoje, nenhum som sem amplificação foi ouvido tão longe de sua fonte). Ela fez tremer prédios a 800 km de distância e matou uma pessoa, ao provocar sua queda, a quase 2.000 km do vulcão. Krakatoa era uma ilha com três picos. Dois deles, metade do terceiro e o que havia ao redor dos três simplesmente desapareceu do mapa. A onda de choque causada pela quarta explosão deu a volta ao mundo sete vezes ! As cinzas espalharam-se por todo o mundo e provocaram fenômenos luminosos muito estranhos e belos no céu. O pôr-do-sol durante meses teve cores magníficas, a ponto de o pintor William Ascroft haver pintado 533 aquarelas mostrando as cores do fim do dia em Chelsea (Inglaterra). Viu-se a Lua azul e o Sol, verde. Foi a erupção que mais matou gente na história (35.500 pessoas).

  • O vulcão Nyiragongo, na África, é dos mais perigosos que há. Seus fluxos de lava são imensos e imprevisíveis, matando pessoas, plantas e animais, inclusive elefantes.

  • Na cordilheira dos Andes, há um vulcão a cada 100 km, em média. Só na ilha de Java, há 21 vulcões ativos. Mais de 90% dos vulcões da Terra estão em apenas nove países: Indonésia, Japão, Estados Unidos, Rússia, Chile, Filipinas, Nova Guiné, Nova Zelândia e Nicarágua


Uma Cidade e uma História Impressionantes

Um dos lugares mais impressionantes da Itália é Pompéia, a mais importante das quatro cidades soterradas pelo Vesúvio, em 79 d. C. (outra é Herculano e duas delas ainda não foram descobertas). Morreu um número desconhecido de pessoas, que as cinzas vulcânicas cobriram com uma capa petrificada, entre elas, uma mulher grávida. Também um cão que estava amarrado pereceu assim.

Pompéia tinha 3,3 km de muralhas e quase 6 km2. As partes mais altas da cidade não foram soterradas. As escavações descobriram mais de 25 fontes públicas na cidade.

Havia 4 ruas principais, de direção E-W. As demais eram perpendiculares a elas. Algumas ruas tinham rede de esgoto. Onde ela não existia, colocava-se uma grande pedra na esquina para as pessoas atravessarem a rua sem pisarem no esgoto. (JORNAL BB, Porto Alegre, fev. 2008, p. 8)

O vulcão tinha 2.000 m de altura quando entrou em erupção. Hoje tem só 1.300 m e mais de um cone vulcânico. Vivem hoje mais de 400.000 pessoas ao pé do Vesúvio e outra erupção não é impossível.
 Vesúvio

 Templo de Apolo

  Pompéia

 Cão morto pelas cinzas

 Porta Marinha, uma das entradas da cidade

Fontes

MARIENSE, L. P. Vulcões.

TEIXEIRA, W. Vulcanismo – produtos e importância para a vida. In: TEIXEIRA, Wilson et al. org. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2000. 568p. il. p. 347-380. il.

WIKIPÉDIA EM PORTUGUÊS. Vulcão. (http://pt.wikipedia.org/wiki/Vulc%C3%A3o# Ti pos_de_vulc. C3.A3o), acessado em 21.01.2009

WINCHESTER, S. Krakatoa, o dia em que a mundo explodiu. Rio de Janeiro, Objetiva, 2004. 429p. il. p.

Fotos

Pércio de Moraes Branco

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