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As plumas de gás de Kilauea revelam perigos ocultos da poluição vulcânica
Uma equipe de vulcanologistas que observou a colossal erupção de Kilauea em 2018, no Havaí, rastreou como metais potencialmente tóxicos carregados em suas plumas de gás foram transportados do vulcão para serem depositados na paisagem.
Por Erin Martin-Jones - 26/05/2021


Hora de Ouro em Kilauea. Crédito: Emily Mason / USGS

Uma equipe de vulcanologistas que observou a colossal erupção de Kilauea em 2018, no Havaí, rastreou como metais potencialmente tóxicos carregados em suas plumas de gás foram transportados do vulcão para serem depositados na paisagem.

A pesquisa, publicada em dois artigos complementares na Communications Earth and Environment , é a pesquisa mais extensa sobre a liberação de metal de qualquer vulcão até hoje - ajudando os cientistas a compreender a disseminação de vapores vulcânicos ricos em metais e a exposição das comunidades à poluição do ar vulcânico ao redor do Havaí 'eu.

A erupção do Kilauea em 2018 foi a maior em séculos, inundando a borda leste da ilha com cerca de um quilômetro cúbico de lava. Mais de mil pessoas perderam suas casas e muitas mais sofreram com gases vulcânicos nocivos.

Entender como os metais vulcânicos são liberados no meio ambiente é fundamental do ponto de vista da saúde pública, "Não sabemos muito sobre essas emissões de metais, então este trabalho é um passo fundamental para compreender os riscos químicos significativos, embora subestimados, dos vulcões ", disse Emily Mason, Ph.D. estudante em Cambridge Earth Sciences e autor principal de um dos artigos.

Quando os vulcões entram em erupção, eles exalam um coquetel de gases - principalmente vapor, dióxido de carbono e dióxido de enxofre - misturados com metais pesados ​​evaporados, incluindo chumbo e arsênico. Para as comunidades que vivem ao lado de vulcões, esses gases costumam ser uma fonte considerável de poluição do ar e os metais voláteis que eles carregam podem ter impactos duradouros na saúde e no meio ambiente.

Vulcanologistas têm medido as emissões de metais voláteis de vulcões há décadas, mas como esses elementos são dispersos na atmosfera após uma erupção, para depois chover na paisagem e serem absorvidos no ambiente através dos solos e corpos d'água, permanece mal compreendido.

A equipe, incluindo pesquisadores da Universidade de Cambridge, relatou maiores concentrações de metais pesados ​​transportados pelo ar em um raio de 40 km de Kilauea, o que significa que as comunidades que vivem perto do vulcão foram desproporcionalmente expostas à poluição por metais durante a erupção de 2018.

Eles acreditam que os fortes ventos alísios na época da erupção, combinados com a topografia da área local, causaram maiores chuvas e, portanto, deposição de metais, mais perto da cloaca. Isso pode significar que uma erupção no inverno, quando os padrões de vento são invertidos, pode resultar em uma distribuição diferente da deposição de metal.
 
Seus resultados podem ajudar a delinear estratégias de monitoramento ambiental durante e após as erupções - incluindo o teste direcionado de abastecimento de água da comunidade em áreas de risco - bem como ajudar os planejadores a decidir onde construir com segurança ao redor dos vulcões.

Emily Mason fazia parte de uma equipe feminina de cientistas das Universidades de Cambridge e Leeds que saiu para fazer medições de gás quando o Kilauea entrou em erupção. Mason, junto com o então Ph.D. do primeiro ano os alunos Penny Wieser e Rachel Whitty, e os cientistas em início de carreira Evgenia Ilyinskaya e Emma Liu, chegaram quando a erupção estava em pleno curso e parte de sua área de estudo já estava cortada pela lava, "Tivemos que voar para um local de helicóptero. Lembro-me de descer por uma densa névoa de gás vulcânico ... o ar ácido realmente picou nossa pele. " disse Mason.

"Temos a tendência de pensar nos perigos vulcânicos mais imediatos, como queda de cinzas, fluxos piroclásticos, lava", disse a Dra. Evgenia Ilyinskaya, da Universidade de Leeds, que liderou a pesquisa sobre a dispersão de metais a favor do vento, "Mas as emissões de metal, assim como o ar poluição, são um perigo vulcânico insidioso e muitas vezes subestimado - potencialmente impactando a saúde por longos períodos. "

Durante as primeiras semanas da erupção, a principal preocupação com a qualidade do ar era a névoa vulcânica, ou 'vog ", que contém principalmente dióxido de enxofre com vestígios de metais pesados e cinzas vulcânicas. Mas quando a lava derretida atingiu o oceano e reagiu com a água do mar, ela desencadeou novas advertências de saúde, à medida que nuvens brancas ondulantes de névoa de lava ou 'preguiça' eram lançadas, contendo ácido clorídrico e metais tóxicos .

Trabalhando com colaboradores do USGS, a equipe fez medições de gases dentro das plumas de vog e laze, tanto do solo quanto do ar, usando drones especialmente adaptados. Eles até desenvolveram uma estrutura posterior para seus filtros de ar, para que pudessem mover o equipamento rapidamente por áreas onde o ar estava denso com dióxido de enxofre.

Mason e coautores descobriram que os dois tipos de pluma de gás tinham uma química muito diferente, "O que realmente nos surpreendeu foram as grandes quantidades de cobre na pluma de laze ... o impacto das interações lava-água do mar na biosfera pode ser significativamente subestimado. É interessante notar que este tipo de pluma foi provavelmente uma característica comum dos derramamentos maciços de lava ao longo da história geológica - alguns dos quais foram ligados a extinções em massa. "

Seu objetivo de longo prazo é produzir mapas de risco de poluição para vulcões, mostrando áreas de risco para poluição por metais, um método já usado para comunicar áreas que podem estar em risco de outros perigos vulcânicos, como fluxos de lava, "Nossa pesquisa é apenas uma parte do quebra-cabeça - a ideia seria entender todos esses perigos em conjunto. "

Eles pretendem aplicar este método em todo o mundo, mas Mason adverte que as condições atmosféricas locais influenciam significativamente a dispersão e deposição do metal . Agora eles querem saber como o transporte de metais vulcânicos pode diferir em ambientes mais frios e secos como a Antártica - ou mesmo em diferentes áreas do Havaí, onde as chuvas são mais baixas.

 

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