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Cientistas identificam instabilidade de flanco em um vulcão com histórico de colapso
Os cientistas rastreiam a deformação da superfície usando satélites de radar sensíveis o suficiente para detectar mudanças de apenas alguns centímetros no solo.
Por Matthew Carroll - 26/01/2021


Os cientistas identificaram a instabilidade do flanco em Pacaya, um vulcão ativo na Guatemala. Crédito: Kirsten Stephens / Penn State

Os deslizamentos de terra causados ​​pelo colapso de vulcões instáveis ​​são um dos maiores perigos das erupções vulcânicas. Um método para detectar movimentos de longo prazo dessas montanhas usando imagens de satélite pode ajudar a identificar a instabilidade anteriormente negligenciada em alguns vulcões, de acordo com cientistas da Penn State.

“Sempre que há uma grande erupção vulcânica, há uma chance de que se um flanco do vulcão estiver instável, possa haver um colapso”, disse Judit Gonzalez-Santana, uma estudante de doutorado no Departamento de Geociências. "Para explorar melhor esse perigo, aplicamos um método de série temporal cada vez mais popular e mais sensível para observar esses movimentos, ou deformação da superfície, em períodos de tempo mais longos."

Usando a técnica de série temporal, os cientistas descobriram que a deformação da superfície relacionada ao movimento de flanco ocorreu em Pacaya, um vulcão ativo na Guatemala, de 2011 a 2013, quando o vulcão estava bastante silencioso, e aumentou levando a uma erupção em 2014. Trabalhos anteriores não identificou movimento de flanco durante este tempo, disseram os cientistas.

"As pessoas observaram o vulcão com sensoriamento remoto por satélite, mas não detectaram esse movimento de flanco de longo prazo ou fluência", disse Christelle Wauthier, professora associada de geociências. "Como as mudanças na deformação da superfície são muito pequenas por ano, podem facilmente estar abaixo dos limites de detecção dos métodos convencionais, mas ainda dentro dos limites do trabalho de Judit usando uma abordagem de série temporal."

Os cientistas rastreiam a deformação da superfície usando satélites de radar sensíveis o suficiente para detectar mudanças de apenas alguns centímetros no solo. A comparação de duas dessas imagens usando a técnica convencional do radar de abertura sintética interferométrica (InSAR) cria um interferograma, essencialmente um mapa do movimento da superfície. Mas a qualidade dos resultados do InSAR diminui com o tempo que separa as duas imagens e pode ser afetada até por pequenas mudanças, como crescimento da vegetação ou acúmulo de cinzas expelidas de um vulcão, disseram os cientistas.

Em vez disso, a equipe conduziu uma análise de série temporal InSAR usando centenas de imagens de satélite obtidas ao longo dos anos e identificando a deformação da superfície entre cada uma.

"Você pode usar muitos desses mapas de movimento de superfície de curto prazo para fornecer informações sobre o deslocamento da superfície durante um longo período de tempo", disse Gonzalez-Santana. "Então você pode olhar os mapas de deformação da superfície e ver quanto cada pixel se moveu desde a data em que a primeira imagem foi adquirida, por exemplo."

Os resultados, publicados no Journal of Volcanology and Geothermal Research , fornecem detalhes mais precisos do movimento do flanco vulcânico e podem revelar aumentos na taxa de fluência, como em Pacaya antes da erupção em 2014, disseram os cientistas. A equipe compartilhou os resultados com autoridades da Guatemala que monitoram o vulcão.

"Este tipo de deslizamento não é incomum e não é particularmente perigoso por si só, mas se você tiver forças extras como o magma sendo pressurizado e empurrando contra a parede da câmara ou intrusão, pode desencadear um colapso catastrófico", disse Wauthier. "Ser capaz de entender o comportamento da instabilidade e potencialmente detectar mudanças nas taxas de movimento é muito crítico para monitorar esse colapso potencial."

O método se mostra promissor para identificar deformações, especialmente em vulcões que não possuem redes de monitoramento em tempo real caras e aqueles localizados em áreas tropicais com vegetação densa que cria problemas para o InSAR tradicional, disseram os cientistas.

A instabilidade dos flancos é frequentemente estudada em vulcões oceânicos, onde um colapso pode desencadear um tsunami mortal, de acordo com os cientistas. Mas colapsos também acontecem no interior, inclusive com destaque no Monte St. Helens em 1980.

A própria Pacaya sofreu um colapso há cerca de 1.000 anos, criando uma avalanche de destroços que viajou mais de 15 milhas e deixando uma cicatriz proeminente no vulcão. As erupções subsequentes fizeram com que o vulcão voltasse a funcionar e ele poderia entrar em colapso algum dia, disseram os cientistas.

“Mais de 10.000 pessoas vivem a cerca de três milhas do vulcão”, disse Gonzalez-Santana. "Se você levar em consideração a última avalanche viajada a 24 quilômetros de distância, qualquer pessoa que more nos vales ao redor do vulcão estará em risco."

 

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