Embora haja sinais reveladores de que um vulcão provavelmente entrará em erupção em um futuro próximo – um aumento na atividade sísmica, mudanças nas emissões de gases e deformação repentina do solo, por exemplo – prever com precisão tais erupções é notoriamente difícil.
Isso ocorre, em parte, porque dois vulcões nunca se comportam exatamente da mesma maneira e porque poucos dos 1.500 vulcões ativos do mundo têm sistemas de monitoramento em funcionamento. Na melhor das circunstâncias, os cientistas podem prever com precisão a erupção de um vulcão monitorado vários dias antes de acontecer. Mas e se soubéssemos com meses ou até anos de antecedência?
Usando dados de satélite, os cientistas do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia e da Universidade do Alasca, em Fairbanks, desenvolveram um novo método que nos aproxima dessa realidade. A pesquisa foi publicada recentemente na Nature Geoscience.
“A nova metodologia é baseada em um aumento sutil, mas significativo nas emissões de calor em grandes áreas de um vulcão nos anos que antecederam sua erupção”, disse o autor principal Társilo Girona, ex-JPL e agora na Universidade do Alasca, Fairbanks. “Isso nos permite ver que um vulcão voltou a despertar, muitas vezes bem antes de qualquer um dos outros sinais aparecer.”
A equipe de estudo analisou 16 anos e meio de dados de calor radiante dos espectrorradiômetros de imagem de resolução moderada (MODIS) – instrumentos a bordo dos satélites Terra e Aqua da NASA – para vários tipos de vulcões que entraram em erupção nas últimas duas décadas. Apesar das diferenças entre os vulcões, os resultados foram uniformes: nos anos que antecederam a erupção, a temperatura da superfície radiante em grande parte do vulcão aumentou cerca de 1 grau Celsius em relação ao seu estado normal. Diminuiu após cada erupção.
“Não estamos falando de hotspots aqui, mas sim do aquecimento de grandes áreas dos vulcões”, disse o co-autor Paul Lundgren do JPL. “Portanto, provavelmente está relacionado a processos fundamentais que acontecem em profundidade.”
Em particular, os cientistas acreditam que o aumento do calor pode resultar da interação entre os reservatórios de magma e os sistemas hidrotérmicos. Magma (rocha derretida abaixo da superfície da Terra) contém gases e outros fluidos. Quando sobe através de um vulcão, os gases se difundem para a superfície e podem emitir calor. Da mesma forma, essa desgaseificação pode facilitar o fluxo ascendente das águas subterrâneas e a elevação do lençol freático, bem como a circulação hidrotérmica, que pode aumentar a temperatura do solo. Mas os cientistas dizem que outros processos também podem estar em jogo, porque embora sua compreensão do comportamento do vulcão esteja melhorando, ela permanece limitada.
“Os vulcões são como uma caixa de chocolates misturados: eles podem parecer semelhantes, mas por dentro há muita variedade entre eles e, às vezes, até dentro do mesmo”, disse Lundgren. “Além disso, apenas alguns vulcões são bem monitorados, e alguns dos vulcões mais potencialmente perigosos são os que apresentam erupções menos frequentes, o que significa que você não pode confiar estritamente em registros históricos.”
Combinar Dados
O novo método é significativo por si só, mas pode fornecer ainda mais informações sobre o comportamento do vulcão quando combinado com dados de modelos e outros satélites.
Em um estudo publicado na Scientific Reports no verão passado, Lundgren usou dados de radar de abertura sintética interferométrica (InSAR) para analisar a deformação de longo prazo no vulcão Domuyo, na Argentina. Na época, os cientistas não tinham certeza se Domuyo era um vulcão adormecido ou extinto, ou se era apenas uma montanha. A pesquisa de Lundgren esclareceu isso rapidamente. Ele detectou inesperadamente um período de inflação, que é quando parte de um vulcão se expande à medida que uma nova massa de magma se move para cima e empurra a rocha para fora do caminho. Acontece que Domuyo é um vulcão – e ativo.
Em seguida, Lundgren comparou essa série temporal de deformação com a série temporal térmica criada por Társilo Girona para o vulcão Domuyo. O objetivo de Lundgren: determinar se os dois processos – um aumento na temperatura da superfície radiante em grandes áreas do vulcão e na deformação – estavam conectados.
“Descobrimos que a série temporal térmica imita muito a série temporal de deformação, mas com alguma separação de tempo”, disse Lundgren. “Mesmo que não esteja claro qual processo provavelmente acontecerá primeiro, ao mostrar a correlação, podemos conectar os processos por meio de interpretações baseadas na física, em vez de simplesmente confiar no que somos capazes de observar no subsolo.”
Em outras palavras, a combinação dos conjuntos de dados fornece pistas sobre o que está acontecendo nas profundezas do vulcão e como os vários processos influenciam e interagem uns com os outros – dados que podem melhorar a precisão dos modelos usados para prever erupções.
“Embora a pesquisa não responda a todas as perguntas, ela abre a porta para novas abordagens de sensoriamento remoto – especialmente para vulcões distantes – que devem nos fornecer alguns insights fundamentais sobre hipóteses concorrentes de como os vulcões se comportam em termos dinâmicos gerais em escalas de tempo de alguns anos a décadas “, acrescentou Lundgren.
Olhando para a Frente
Avançando, os cientistas testarão o método de série temporal térmica em mais vulcões e continuarão a ajustar sua precisão.
“Um dos objetivos é um dia ter uma ferramenta que possa ser usada quase em tempo real para verificar a atividade vulcânica em áreas vulcânicas”, disse Girona. “Mesmo para pequenas erupções, há evidências de agitação térmica antes do início do evento de erupção, então o novo método nos ajuda a nos aproximar um pouco mais desse objetivo.”
Os dados ajudam a complementar as ferramentas existentes usadas nos vulcões monitorados. Mas eles também aumentam muito o número de vulcões para os quais dados potencialmente salvadores podem ser disponibilizados.
“Usar o novo método térmico que detecta mudanças na temperatura da superfície ao redor dos vulcões e as medições de deformação da superfície do solo InSAR ajuda a permitir que os observatórios de vulcões ao redor do mundo identifiquem quais vulcões têm maior probabilidade de entrar em erupção e quais vulcões devem ser instrumentados para observações mais próximas, “Lundgren disse. “Ao usar dados de satélite, você aumenta o escopo do que pode ser monitorado regularmente.”
Quanto ao Domuyo, outrora amplamente ignorado, a história ainda está evoluindo: é um dos vários vulcões recentemente priorizados pelo governo argentino para ser equipado com um sistema de monitoramento.
Publicado em 15/04/2021 23h27
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