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A construção silenciosa de uma supererupção
Geólogos da UNIGE e da Universidade de Pequim estão interessados ​​no vulcão Toba porque não há registro histórico da resposta humana a uma supererupção do tamanho que ela produziu no passado.
Por Universidade de Genebra - 01/11/2021


Foto do Lago Toba em Sumatra e sua ilha criada pelo acúmulo de magma no reservatório de magma do vulcão. Crédito: UNIGE

Estima-se que cerca de 5 a 10 vulcões em todo o mundo são capazes de produzir uma supererupção que pode afetar catastroficamente o clima global. Um desses vulcões se esconde sob as águas do Lago Toba em Sumatra e causou duas supererupções nos últimos milhões de anos. Mas quando será o próximo? Haverá algum sinal de alerta?

Para responder a essas perguntas, uma equipe internacional de geólogos liderada pela Universidade de Genebra (UNIGE), na Suíça, e na Universidade de Pequim, na China, desenvolveu uma análise dos níveis de urânio e chumbo em zircões - um mineral normalmente encontrado em erupções vulcânicas explosivas - para determinar quanto tempo o vulcão levou para se preparar para suas supererupções. Infelizmente, esses resultados, publicados na revista Proceedings of the National Academy of Sciences , refutam a noção de que sinais geológicos incomuns anunciariam uma supererupção iminente. Em vez disso, o magma se acumulou silenciosamente no reservatório de magma até que essas explosões massivas ocorreram.

O vulcão Toba em Sumatra causou duas das maiores erupções conhecidas na Terra: a primeira 840.000 anos atrás, a segunda 75.000 anos atrás, cada uma medindo cerca de 2.800 km 3 , o suficiente para cobrir toda a Suíça com 7 cm de cinzas, e representando 70.000 vezes a quantidade de magma que explodiu até agora pela erupção de La Palma em curso. Duas outras erupções menores ocorreram, uma há 1,4 milhão de anos e a outra 500.000 anos atrás.

Geólogos da UNIGE e da Universidade de Pequim estão interessados ​​no vulcão Toba porque não há registro histórico da resposta humana a uma supererupção do tamanho que ela produziu no passado. Tal evento afetaria o clima global e colocaria inúmeros problemas, principalmente em termos de abastecimento de alimentos, sem falar na migração de populações. “O vulcão Toba forma uma caldeira, o que significa que erupções anteriores criaram uma grande depressão ocupada hoje por águas meteóricas”, explica Luca Caricchi, professor do Departamento de Ciências da Terra da Faculdade de Ciências da UNIGE e coautor do estudo. No centro do lago está uma ilha que se ergueu da água por causa do impulso do magma injetado no reservatório subvulcânico. "Podemos ver que esta ilha está aumentando gradualmente de altura,
 
Medindo urânio e chumbo em zircão

O zircão é um mineral encontrado nos produtos de erupções vulcânicas explosivas. “Uma de suas características é que leva urânio dentro de sua estrutura”, explica Ping-Ping Liu. Com o tempo, o urânio se decompõe em chumbo. “Assim, medindo a quantidade de urânio e chumbo no zircão com um espectrômetro de massa, podemos determinar sua idade”, diz o geólogo. Os cientistas determinaram a idade de um grande número de zircões extraídos dos produtos de diferentes erupções: o zircão mais novo fornece informações sobre a data da erupção e os zircões mais velhos revelam a história do acúmulo de magma antes das supererupções.

“A primeira supererupção ocorreu há cerca de 840.000 anos, após 1,4 milhão de anos de entrada de magma, enquanto o magma que alimentou a segunda supererupção em 75.000 anos se acumulou em apenas 600.000 anos”, observa Luca Caricchi. Por que o tempo de acumulação de magma foi reduzido pela metade, mesmo se as duas supererupções fossem do mesmo tamanho? “Isso está ligado ao aumento progressivo da temperatura da crosta continental onde se encontra o reservatório de magma de Toba”, explica Ping-Ping Liu. A entrada de magma aqueceu gradualmente a crosta continental circundante, o que torna o resfriamento do magma mais lento. "Este é um 'círculo vicioso' de erupções: quanto mais o magma aquece a crosta, mais lento o magma esfria e mais rápida se torna a taxa de acúmulo de magma", diz ela.

Estimando a taxa de acúmulo de magma para antecipar o tamanho da próxima supererupção

Esta técnica, baseada na geocronologia do zircão , também pode ser usada para estimar a taxa de entrada de magma em um reservatório de magma. “Hoje, estimamos que cerca de 320 km 3 de magma podem estar prontos para entrar em erupção dentro do reservatório do vulcão Toba”, diz Luca Caricchi. Se tal erupção ocorresse agora, este seria um evento muito catastrófico que afetaria fortemente não apenas a ilha altamente populosa de Sumatra, mas também o meio ambiente global. Os geólogos estimaram que atualmente cerca de 4 km 3 de magma em erupção estão se acumulando no reservatório de magma de Tobaa cada mil anos e que essa taxa foi bastante estável ao longo de sua história eruptiva. “A próxima supererupção do tamanho das duas últimas ocorreria, portanto, em cerca de 600.000 anos”, continua ele. Isso não exclui que erupções menores possam ocorrer nesse ínterim.

Este método inovador pode ser aplicado a qualquer outro vulcão globalmente e pode servir para identificar qual vulcão está mais próximo de uma supererupção. “É um grande avanço, pois com poucas supererupções nos últimos 2 milhões de anos, não é possível obtermos valores estatisticamente significativos para a frequência desses eventos catastróficos em escala global”, explica Ping-Ping Liu. "Nosso estudo mostra também que há eventos extremos ocorrem antes de um supererupção. Isto sugere que os sinais de uma super- iminente erupção como um aumento significativo de terremotos ou uma rápida elevação do solo, podem não ser tão óbvios como retratados em filmes de desastres da indústria cinematográfica. No vulcão Toba, tudo se passa silenciosamente no subsolo, e a análise dos zircões já nos dá uma ideia do que está por vir ”, conclui Luca Caricchi.

 

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