Vulcanismo 6

"Que livro um capelão a serviço do diabo poderia escrever sobreas grosseiras, devastadoras, descuidadas, equivocadas, vis eterrivelmente cruéis obras da natureza."

CHARLES DARWIN

Imagineuma erupção vulcânica que cause o colapsode uma área com o tamanho de Nova York, I que soter-re uma região maior que o Estado de Vermonr/ sob

cinza quente, acabando com todas as formas de vida, eque cubra os campos por distâncias de até 2 mil km comuma camada de 20 em de cinza, tornando-os inférteis.Imagine que a poeira vulcânica lançada até a alta estratos-fera enfraqueça a luz do Sol durante um ou dois anos eque, por isso, não ocorram verões. Isso seria inacreditá-vel? Entretanto, já aconteceu, pelo menos em duas oca-siões, no território onde hoje se localizam os Estados Uni-

dos: em Yellowstone, Estado de Wyorning, há 600 mil anos, e na região do Vale Com-prído.! Estado da Califómia, há 760 mil anos. Isso ocorreu bem antes da chegada dohomem à América do Norte, há 30 mil anos, mas não faz muito tempo, se considerar-mos os 4,5 bilhões de anos da escala do tempo geológico. Sabe-se da existência desseseventos por meio da identificação e datação de rochas formadas por eles.

Uma grande porção da crosta oceânica e continental é constituída de rochas vulcâni-cas, que se originam de magmas formados em grandes profundidades, tomando-se co-mo que "janelas" através das quais pode-se "perceber" vagamente o interior do planeta.

Neste capítulo, examinaremos o vulcanismo, processo pelo qual os magmas dointerior da Terra ascendem até a crosta, emergem na superfície como lava e res-friam-se para formar rochas vulcânicas duras. Discutiremos os principais tipos delavas, os estilos de erupção, as formas de relevo resultantes e os transtornos am-bientais que os vulcões podem causar. Veremos de que forma a tectônica de placase a convecção mantélica podem explicar o grande número de vulcões em limites deplacas e as poucas ocorrências de vulcões em "pontos quentes" de regiões intrapla-caso Serão apresentados exemplos de como os vulcões interagem com os outroscomponentes do sistema Terra, particularmente com a atmosfera, com os oceanose com a biosfera. Por fim, serão analisadas as alternativas de mitigação do poten-cial destrutivo dos vulcões, bem como as possibilidades de aproveitamento dassuas riquezas em substâncias químicas e da energia térmica que liberam.

Os filósofos antigos ficaram impressionados com os vulcões e com suas temíveiserupções de rocha fundida. Na tentativa de explicá-los, difundiram mitos sobre ummundo subterrâneo quente e infernal. Basicamente, estavam certos. Os pesquisadoresmodernos, utilizando a ciência, em vez da mitologia, também obtêm dos vulcões as evi-dências de que existem altas temperaturas no interior da Terra.

Os vulcões como geossistemas 144

Os depósitos vulcânicos 144

Os estilos de erupção e as formasde relevo vulcânico 148

O padrão global do vulcanisrno 158

O vulcanisrno e a atividade humana 163

1441 Para Entender a Terra

Num geossistema vulcânico há ainteraçâo da litosfera, da astenosferae do influxo de gases na atmosfera(vulcões terrestres) ou na hidrosfera(vulcões subaquáticos).

Chaminé central

Derram:s d~ lava :'ha~in~onduto lateral

o SISTEMA TERRA

h SISTEMAiljijOOCllMA

SISTEMADA~ TECTÔNICAManto profund;;tJj DE PLACAS

Ir1Núcleo .xterno SISTEMADONúcleo intern-::;;?) GEODíNAMO

Figura 6.1 Representação simplifrcada de um geossistema vulcânico.

ulcões como geossistemas

As medições de temperatura nas rochas provenientes das sonda-gens mais profundas já feitas (cerca de 10 km) mostraram que aTerra de fato toma-se mais quente com o aumento da profundida-de. Atualmente, os geólogos acreditam que, na astenosfera, astemperaturas cheguem no mínimo a 1.300°C, o que é suficiente-mente quente para que as rochas comecem a fundir-se. Por essa ra-zão, a astenosfera é considerada como uma das principais fontesde magma, a mesma rocha fundida que ocorre abaixo da superfí-cie terrestre e que chamamos de lava depois que irrompe na super-fície. As secções da litosfera sólida que se localizam acima da as-tenosfera podem também fundir-se para formar magmas.

Como os magmas são líquidos, têm menor densidade que asrochas que os produziram. Portanto, à medida que o magma seacumula, começa a ascender à litosfera por diferença de densida-de. Em alguns locais, a fusão pode fraturar a Iitosfera em zonasde fraqueza, forçando sua ascensão. Em outros, o magma ascen-dente abre seu caminho fundindo as rochas existentes. Por fim,parte do magma chega à superfície e entra em erupção como la-va. Um vulcão é uma elevação OÚ uma montanha construída pe-la acumulação de lavas e de outros materiais eruptivos.

As rochas, os magmas e as interações necessárias para des-crever toda a seqüência de eventos desde a fusão até a erupçãoconstituem um geossistema vulcânico, mostrado de formasimplificada na Figura 6.1.

Os magmas que ascendem à litosfera acumulam-se numacâmara magmática, situada, geralmente, em locais pouco pro-fundos da crosta. Esse reservatório periodicamente é esvaziadopara a superfície através de uma chaminé, que é um conduto emforma de cano, em ciclos repetidos de erupções. A lava podetambém irromper a partir de fendas verticais e outros condutoslocalizados nos flancos dos vulcões.

comchasfriargrantemnemdiársivcto (Terpm

... que se acumulam na superofície para formar um vulcão.

Há erupção de lavas pormeio de uma chaminé e decondutos laterais •...

... ascende por um "sistema deencanamentos" à litosfera paraformar uma câmara magmática.

Tio magma. que se originana astenosfera parcialmentesólida •...

o~mlvasãdiliCI

nb

Os vulcões são geossistemas importantes por três razões:(1) o vulcanismo é um processo tectônico fundamental paraaformação da crosta terrestre; (2) as erupções vulcânicas consiituem enormes riscos naturais para as sociedades humanas; (3)as lavas dos vulcões fornecem aos cientistas amostras a partirdas quais podem ser feitas inferências sobre as propriedades dointerior da Terra. A complexidade dos geossistemas vulcânicosreflete-se na forma como essas amostras são quimicamente mo-dificadas, à medida que são geradas e transportadas para a suoperfície. Como foi visto no Capítulo 5, inicialmente só uma pequena parte da astenosfera sofre fusão. Na sua ascensão pelalitosfera, o magma adquire componentes químicos, à medida queprovoca a fusão de outras rochas, e perde outros componentes,pela deposição de cristais em câmaras magmáticas e pelo esca-pe de seus constituintes gasosos para a atmosfera ou paraooceano, quando há erupção. Levando em conta essas modificações, os geólogos podem extrair das lavas importantes informações, que constituem indícios da composição e do estado físicodo manto superior. A partir de rochas vulcânicas antigas, pode-se, também, aprender muita coisa a respeito das erupções queocorreram há milhões ou mesmo bilhões de anos.

I

~~,uepósitos vulcânicos

As composições química e mineralógica das lavas têm muitoaver com a maneira pela qual ocorre a erupção e com a forma dorelevo que é gerada quando elas se solidificam. Os principais ti-pos de lavas e as rochas que formam dependem dos magmas apartir dos quais elas se originaram. No Capítulo 5, vimos queasrochas ígneas e seus magmas precursores podem ser divididosem três grupos principais - félsicos, intermediários e máficos-,

combase na sua composição química (ver Quadro 5.2). As ro-chasígneas são ainda classificadas como intrusivas (que se res-friaramlentamente abaixo da superfície e, como resultado, têmgranulaçãogrossa) ou extrusivas (que se resfriaram rapidamen-tenasuperfície e têm granulação fina). As principais rochas íg-neasintrusivas são os granitos (félsicos), os dioritos (interme-diários)e os gabros (máficos). Os principais equivalentes extru-sivossão o riolito (félsico), o andesito (intermediário) e o basal-to(máfico), Essas classificações estão resumidas na Figura 5.4.Tendoem mente esse quadro, vamos examinar os principais ti-posde lavas e o modo como elas fluem e se solidificam.

Tipos de lavasOsvários tipos de lavas originam diversas formas de relevo:montanhasvulcânicas com formatos variáveis e derrames de la-vasolidificados com diferentes características. Essas variaçõessãoresultantes de diferenças na composição química, no teordegasese na temperatura das lavas. Quanto maior o teor de sÍ-licae quanto mais baixa a temperatura, por exemplo, mais vis-cosa(resistente ao fluxo) será a lava e mais lentamente ela semoverá.Quanto mais gás uma lava contiver, maior será a pro-babilidadede uma erupção violenta.

Lavasbasálticas A temperatura da lava basáltica, de cor escu-ra,é de 1.000 a 1.200°C - próxima à temperatura do manto su-perior.Devido a sua alta temperatura e a seu baixo teor de síli-ca,a lava basáltica é extremamente fluida e pode escorrer rapi-damente,por grandes distâncias. Foram observadas correntesdelavacom velocidade de até 100 km/h, embora velocidadesdepoucos quilômetros por hora sejam mais comuns. Em 1938,doiscorajosos vulcanólogos russos mediram temperaturas e co-letaramamostras de gases navegando em uma jangada de lavajásolidificada e com temperatura mais baixa que flutuava numriode lava basáltica. A temperatura na superfície da jangada erade300°C e a do rio de lava era de 870°C. Em tempos históri-cos,foram observadas correntes de lava fluindo por distânciasdemais de 50 km, a partir de sua fonte.

Os derrames de lavas basálticas variam de acordo com ascondiçõesem que irrompem. Exemplos importantes são:

• 8asaltos de planaltos continentais A lava basáltica altamentefluidaque irrompe em um terreno plano pode se espalhar sob for-madelençóis delgados, formando um derrame de lava. Freqüen-temente,os derrames sucessivos de lava basáltica empilham-se,sendochamados de basaltos de platô, e formam imensos planal-tos,como o Planalto Colúmbia, nos estados de Oregon e Wa-shington(EUA) (Figura 6.2).4

• Pahoehoe e aa A lava basáltica, ao fluir, pode ser classificadaemduas categorias, de acordo com a forma que sua superfícieadquire:pahoehoe (pronuncia-se [pa-hói-hói], com o h tendo osomaspirado) ou aa (pronuncia-se [ah-ah]). A Figura 6.3 mos-traexemplos dos dois tipos.

A lava pahoehoe (que significa "em forma de corda",em havaiano) forma-se quando um magma muito fluido es-palha-se como um lençol e uma fina película vítrea e elásti-ca endurece, na sua superfície, durante o resfriamento. Àmedida que a lava líquida continua a fluir, por baixo da su-perfície, a película é arrastada, curvada e torcida, formandodobras justapostas retorcidas que lembram cordas.

CAPíTULO 6 • Vulcanismo 1145

400 km

Figura 6.2 Vista do Planalto Colúmbia, Washington (EUA) .Sucessivos derrames de basaltos empilharam-se para formar esseimenso planalto, o qual ocupa uma grande área dos estados deWashington e Oregon (EUA). [Dave Schiefelbein]

"Aa" é a exclamação que os desavisados fazem ao aventu-rar-se caminhando de pés descalços nesse tipo de lava, que temaparência de torrões de terra úmida recém-arada. A lava aa émais viscosa que a pahoehoe, por ter perdido seus gases. As-sim, ela se move mais lentamente, permitindo que uma espes-sa capa endurecida se forme na superfície. À medida que o


lava Aa

lava pahoehoe-1 m

Figura 6.3 Dois tipos de lava, pahoehoe com aspecto de corda(embaixo) e blocos angulosos de aa (em cima). Vulcão Mauna Loa,Havaí. [Kim Heacox/DRK]

derrame continua a fluir, essa nata se quebra em muitos blocosangulosos, que são transportados pela lava viscosa do interiordo derrame, empilhando-se como uma frente íngreme de blo-cos angulares que avança como uma esteira de trator. É muitoperigoso caminhar em cima da lava aa. Um bom par de botas,usado em um terreno desse tipo, pode ser gasto em uma sema-na, e o viajante ou geólogo que se aventure a andar nessa lavapode se preparar para cortes nos cotovelos e nos joelhos.

O mesmo derrame basáltico, ao movimentar-se pela su-perfície, comumente tem as características de pahoehoepróximo à sua fonte, onde a lava está ainda fluida e quente,adquirindo as características de aa na porção frontal do der-rame, onde mostra uma camada superficial mais espessa,por ter ficado mais tempo exposta ao ar frio .

• Lavas almofadadas Qualquer geólogo, ao se deparar com la-vas almofadadas'' - pilhas de blocos elipsoidais de basalto, emforma de almofadas, com cerca de um metro de largura -, sabeque elas se formaram numa erupção submarina (ver Figura 5.13),mesmo que hoje estejam em terra firme. As lavas em almofadasão um importante indicador de que uma região já esteve um diasob a água. Geólogos-mergulhadores, inclusive, já observaram aformação de lavas em almofada no fundo oceânico próximo aoHavaí. As línguas de lava basáltica, ao entrarem em contato coma água fria do oceano, desenvolvem um envoltório resistente,plástico. Como a lava no interior desse envoltório resfria-se maislentamente, o interior da almofada desenvolve uma textura cris-talina, ao passo que o envoltório, que se resfriou rapidamente, so-lidifica-se como um vidro sem cristais.

Lavas riolíticas O riolito, a lava mais félsica, tem cor clara.Seu ponto de fusão é mais baixo que o do basalto e irrompe em

temperaturas de 800 a 1.000°e. É muito mais viscoso que oba·salto, por causa de sua temperatura baixa e teor de sílica maior.A lava riolítica move-se] O vezes mais lentamente que o basslto, ou em velocidade ainda mais baixa, e, como é resistenteaofluxo, tende a acumular-se, formando depósitos espessos comaparência de bulbos.

Lavas andesíticas Os andesitos, que têm teor de sílica intemediário, têm propriedades que se situam entre aquelas dosba·saltos e as dos riolitos.

Texturas das lavasAs lavas têm outras feições que refletem as temperaturas easpressões em que se formaram. Podem ter uma textura vítreacomo a da obsidiana, ou granulação fina, se se resfriarem rapidamente. As texturas grossas, como aquelas dos tufos vulcânicos, podem se formar no caso de haver resfriamento lentoemsubsuperfície. As lavas podem ter, também, pequenas bolhas,criadas quando a pressão cai repentinamente, à medida quealava ascende e resfria-se. As lavas são geralmente carregadasdegases, como o refrigerante em uma garrafa fechada. Quandoascendem, a pressão que atua sobre elas diminui, assim comoapressão no refrigerante cai quando a tampa é retirada. Da rresma forma que o dióxido de carbono cria bolhas no refrigerantequando é liberado, o vapor d'água e outros gases dissolvidos,ao escaparem da lava, criam cavidades gasosas, ou vesícu/as(Figura 6.4). Assim, a textura vesicular, de aparência esponjo-sa, numa lava solidificada, pode fornecer aos geólogos detalhedas origens vulcânicas da mesma. Uma rocha que tenha umagrande quantidade de vesículas, geralmente de composição rio-lítica, é denominada de pedra-pomesP Algumas pedras-pomestêm tantos espaços vazios que se tomam extremamente leves,aponto de flutuar na água.

Depósitos piroclásticosA água e os gases nos magmas podem provocar efeitos aindamais dramáticos no estilo das erupções. Antes de um magmaentrar em erupção, a pressão confinante devida às rochas sobre

-0,25 m

Figura 6.4 Amostra de basalto vesicular. [Glenn Oliver/VisualsUnlimited]

Figura 6.5 Erupção piroclástica do Vulcão Arenal, Costa Rica.[Gregory G. Dimijian/Photo Researchers]

jacentes não permite que esses voláteis escapem. Quando omagmachega próximo à superfície e a pressão cai, os voláteispodem ser liberados explosivamente, estraçalhando a lava equalquer rocha sólida que estiver acima em fragmentos de vá-riostamanhos, formas e texturas (Figura 6.S). Existe uma gran-deprobabilidade de que as lavas riolíticas e andesíticas visco-sase ricas em gases originem erupções explosivas.

Ejetólitos vulcânicos As rochas vulcânicas fragmentárias eje-tadasno ar são chamadas de piroclastos. Essas rochas, mine-raise vidros são classificados de acordo com seu tamanho. Osfragmentos menores, com menos de 2 mm de diâmetro, sãochamados de cinzas vulcânicas.

Os fragmentos maiores são chamados de bombas vulcânicas(Figura 6.6) e podem formar-se a partir de respingos de lava, queficamarredondados e se resfriam no ar, ou podem também serformadosa partir de fragmentos arrancados de rochas vulcânicas

CAPíTULO 6. Vulcanismo /147

Figura 6.6 A vulcanóloga Katia Krafft examina uma bombavulcãnica ejetada do vulcão Asama, no Japão. [ScienceSource/Photo Researchers]

já solidificadas. Já se observou, durante erupções vulcânicas, olançamento de ejetólitos do tamanho de uma casa por distânciasde mais de 10 km. A cinza vulcânica suficientemente fina para semanter em suspensão na atmosfera pode ser carregada por gran-de distância. Duas semanas após a erupção de 1991 do Monte Pi-natubo, nas Filipinas, a poeira vulcânica era detectada em voltade toda a Terra por satélites orbitais.

Cedo ou tarde os piroclastos caem na Terra, geralmente for-mando depósitos perto de sua fonte. À medida que resfriam, osfragmentos quentes e não totalmente solidificados, por isso pe-gajosos, soldam-se uns aos outros (litificarn-se). As rochas cria-das a partir dos fragmentos menores são denominadas de tufos,enquanto aquelas constituídas de fragmentos maiores são asbrechas vulcânicas (Figura 6.7).

Fluxos piroclásticos Um tipo particularmente espetacular edevastador de erupção ocorre quando a cinza quente e a poeirasão ejetadas como uma nuvem ardente? que se projeta monta-nha abaixo com velocidades de até 200 km/h. Como as partícu-

-0,3 m

Figura 6.7 Brecha vulcânica. [Doug Sokell/Visuals Unlimited]


Figura6.8 Um fluxo piroclástico projetando-se pelas encostasdo Monte Unzen, no Japão, em junho de 1991. Observe, noprimeiro plano, o bombeiro e o caminhão, tentando fugir danuvem de cinza quente prestes a atingi-Ios. Três cientistas queestavam estudando esse vulcão morreram ao serem engolfadospor um derrame semelhante. [AP/Wide World Photos]

Ias sólidas permanecem em suspensão nos gases quentes, o atri·to é muito baixo, nessas nuvens incandescentes (Figura 6.8).

Em 1902, uma nuvem ardente com uma temperatura intena de 800°C explodiu sem muitos sinais prévios, no flanco doMonte Pelado.ê na ilha da Martinica, no Caribe. A avalanchadegás asfixiante e de cinza vulcânica incandescente derramou-epelas encostas a uma velocidade de 160 km/h, semelhante à deum furacão. Em 1 minuto, e praticamente em silêncio, a emalsão fervente de gás, cinza e poeira envolveu a cidade de SaintPierre, matando 29 mil pessoas. Seria sensato, para os cientistas que dão conselhos a terceiros, relembrar a declaração deumcerto Professor Landes, feita um dia antes do cataclismo: "OMonte Pelado representa tanto perigo para os habitantes deSI.Pierre quanto o Vesúvio para os moradores de Nápoles". O Pro-fessor Landes pereceu com os demais. Em 1991, os vulcanólogos franceses Maurice e Katia Krafft (Maurice tirou a fotografia de Katia na Figura 6.15) foram mortos por um derrame pioroclástico, no Monte Unzen, no Japão.

lIIlIoL'_L,,-stilosde erupção e as formase relevo vulcânico

Agora que já analisamos os vários tipos de materiais vulcânicostrazidos do interior da Terra por derrames ou por irrupções explosivas, podemos examinar com mais detalhe os estilos deerupções e as formações características que elas constroem (Fi·gura 6.9). Nem sempre as erupções criam cones simétricos emajestosos: as formas de relevo vulcânicas têm formas variadas, a depender das propriedades da lava e das condições emque ocorrem os extravasamentos.

Erupções com conduto centralAs erupções com condutos centrais geram a mais conhecida detodas as feições vulcânicas - uma montanha vulcânica em for-ma de cone. Tais erupções descarregam lava ou material piro-elástico por uma chaminé ou conduto central, que é uma aber-tura no topo de um canal alimentado r cilíndrico que se conectacom a câmara magmática e por onde o material ascende para ir-romper à superfície da Terra.

Vulcões-escudo Um cone do tipo vulcão-escudo é construídopor sucessivos derrames de lava, que se espalham a partir deuma chaminé. Essas formas são comumente geradas por lavas

Figura 6.9 Estilos de erupção e formas de relevovulcanogênico. (a) Um vulcão-escudo: Mauna Loa, Havaí. [U.s.Geological Survey] (b) Um domo vulcânico: o Monte SantaHelena após a erupção de 1980. [Lynn Topinka/USGS CascadesVolcano Observatory] (c) Um cone de cinzas: Cerro Negro,Nicarágua, em 1968. [Mark Hurd Aerial Surveys] (d) Um vulcãocomposto: Fujiyama, Japão. [Corbis] (e) Uma cratera: Monte Etna,Sicília. [Fabrizio Villa/ AP/Wide World Photos] (f) Uma caldeira:Lago da Cratera, Oregon (EUA), onde, como expresso no próprionome, um lago preenche uma caldeira com 8 km de diâmetro.[Greg Vaughn/Tom Stack & Associates]

ESTILOSDE ERUPÇÃO E FORMAS DE RELEVO VUlCANOGÊNICOErupçãode flanco

Chaminé

(a) Vulcão-escudo

Umvulcão-escudo é construído por acumulaçãodemilharesde derrames basálticos delgadosquese espalham em lençóis de baixadeclividade.Cada camada dodiagramarepresenta centenas dederramesdelgados. O magma podeirrompernos flancos do vulcão ouapartir da chaminé.

(b) Domo vulcânico

Osdomas vulcânicos são massas de lava félsicacomformas bulbosas, que, por serem muitoviscosas,acumulam-se em cima dachaminé,ao invés de se derramar.A foto mostra o crescimento deumdomo dentro da cratera do MonteSantaHelena, após a erupçâo de 1980.

(c) Cone de cinza Chaminé preenchida comfragmentos de rochas

Emum vulcão do tipo cone de cinza, o material ejetadoédepositado como camadas que mergulham a partirdacratera, no cume. A chaminé abaixo da crateraépreenchida com material fragmentado. A fotoéda erupção de 1968 do Cerro Negro, umconede cinzas formado em um terrenoconstituído de derrames mais antigos.OCerro Negro entrou em erupção,denovo, em 1995 e em 1999.

Camadas sucessivasde material ejetado

Chaminé preenchida porerupções precedentes

(d) Vulcão composto

Umvulcão composto é formado decamadas alternadas de materialpiroclástico com derrames de lava.A lava que se solidificou em fissurasforma diques que atuam como vigasreforçando a sustentação do cone.

(e) Cratera

Pode haver craterasno topo da maioria dosvulcões. Após uma erupção,a lava freqüentementeafunda de volta na chaminée solidifica-se, sendo even-tualmente explodida emuma erupção piroclásticaposterior.

(f) Caldeira

Uma erupção violenta pode es-vaziar a câmara magmática deum vulcão, que, então, não pode ~mais sustentar a rocha sobreja- v

cente. Então, ele entra emcolapso, deixando uma grandebacia com paredes íngremes,chamada de caldeira.

CAPíTULO 6 • Vulcanismo 11 49

1 5 O I Para Entender a Terra

basálticas, que têm facilidade de fluir, espalhando-se por gran-des áreas. Se os derrames forem copiosos e freqüentes, criarãoum amplo vulcão em forma de escudo, com dezenas de quilô-metros de circunferência e com mais de 2 km de altura, com ver-tentes geralmente suaves. O Mauna Loa, no Havaí, Estados Uni-dos, é o exemplo clássico de um vulcão-escudo (ver Figura6.9a). Embora esteja a somente 4 km acima do nível do mar, eleé efetivamente a estrutura mais alta da Terra: medido a partir dofundo oceânico, o Mauna Loa tem 10 km de altura. Seu diâme-tro, na base, é de 120 km - uma área equivalente a três vezes otamanho de Rhode Island.? Esse vulcão cresceu até essas enor-mes dimensões devido à superposição de milhares de derramesde lavas, cada um com poucos metros de espessura, num perío-do de cerca de I milhão de anos. Na verdade, a ilha do Havaí na-da mais é do que o topo de uma série de vulcões-escudo ativossuperpostos, que emergem acima do nível do mar.

Domos vulcânicos Em contraste com as lavas basálticas, as la-vas félsicas são tão viscosas que mal conseguem fluir. Elas, ge-ralmente, produzem domas vulcânicos, que são massas arredon-dadas de rochas, em geral com vertentes abruptas. A forma dosdomos proporciona a impressão de que a lava foi espremida parafora da chaminé sem se espalhar lateralmente, como se fosse pas-ta de dente. Freqüentemente, os domos obstruem as chaminés,aprisionando os gases. Então, a pressão aumenta até que uma ex-plosão ocorra, fragmentando o domo. Isso aconteceu com oMonte Santa Helena (EUA), em 1980 (ver Figura 6.9b).

Cones de cinzas 10 Quando as chaminés vulcânicas descarre-gam piroclastos, os fragmentos sólidos acumulam-se e formamum cone de cinza. O perfil de um cone vulcânico é determina-do pelo maior ângulo 1 1 capaz de permitir que os detritos per-maneçam estáveis, ao invés de deslizar encosta abaixo. Os frag-mentos maiores, que caem perto do cume, formam taludes mui-to inclinados, que, entretanto, são estáveis. As partículas maisfinas são carregadas para posições mais afastadas da chaminé eformam taludes de baixo declive na base do cone. Assim se ori-ginaram os cones vulcânicos de formas clássicas, com verten-tes côncavas e uma chaminé no cume (ver Figura 6.9c).

Vulcões compostos Quando um vulcão emite lava e piroclastos,formam-se derrames alternados desses materiais que dão origema um vulcão composto com formas côncavas, ou estratovulcão.Exemplos de grandes vulcões compostos são o Fujiyama, no Ja-pão (ver Figura 6.9d), os montes Vesúvio e Etna, na Itália, e oMonte Rainier, no Estado de Washington, nos Estados Unidos.

Crateras Uma depressão em forma de tigela, a cratera, é en-contrada no cume de muitos vulcões, sendo centrada na chami-né. Durante uma erupção, a lava ascendente transborda da crate-ra. Quando cessa a erupção, a lava remanescente na cratera es-corre para dentro da chaminé e solidifica-se. Quando da ocorrên-cia da próxima erupção, o material é literalmente estraçalhadopara fora da cratera numa explosão piroclástica. Mais tarde, acratera é parcialmente preenchida pelos detritos que caem de vol-ta. Como as paredes de uma cratera têm alta declividade, com opassar do tempo podem desabar ou ser erodidas. Desse modo, odiâmetro de uma cratera pode crescer até tomar-se muitas vezesmaior que o da chaminé, e a profundidade pode chegar a cente-nas de metros. A cratera do Monte Etna, na Itália, atualmente temmais de 300 m de diâmetro (ver Figura 6.ge), o que equivale aocomprimento de um campo de futebol. 12

Caldeiras Após uma erupção violenta, quando grandes vol~mes de magma são descarregados de uma câmara magmáticalocalizada a alguns quilômetros abaixo de uma chaminé vulcâ·nica, ela pode não mais ser capaz de sustentar seu teto. Emtai,casos, a estrutura vulcânica sobrejacente pode entrar em cola~so de maneira catastrófica, formando uma caldeira, isto é, umagrande depressão em forma de bacia, com paredes íngreme,sendo muito maior que a cratera (ver Figura 6.9f). As caldeirasão feições impressionantes, cujos diâmetros variam de pOUCOlaté 50 km ou mais, equivalendo, grosso modo, à área metropo-litana de Nova York. A evolução de uma caldeira típica é mostrada na Figura 6.10.

Após um período de centenas ou milhares de anos, novo>magmas, ao reentrarem numa câmara magmática colapsada,pedem inflá-Ia novamente e, com isso, forçar o assoalho da calde.ra a formar um novo domo, gerando assim uma caldeira ressur·gente. O ciclo de erupção, colapso e ressurgência pode ser repetido durante o tempo geológico. O colapso de uma grande caldeira ressurgente é um dos fenômenos naturais mais destrutivosdaTerra. A Caldeira de Yellowstone, em Wyoming (EUA), da qualainda sobrevive uma relíquia, o gêiser Old Faithful, 13 ejetou,du·rante seus estágios eruptivos há cerca de 600 mil anos, aproximadamente 1.000 km'' de fragmentos piroclásticos, o que corresponde a mais de mil vezes a quantidade de material ejetadodoMonte Santa Helena em 1980. Os depósitos de cinza caíramemgrande parte do atual território dos Estados Unidos. Outrosexemplos de caldeiras ressurgentes são a de Rabaul, em PapuaNova Guiné, e, nos Estados Unidos, as de Valles, no Novo México, a do Vale Comprido, situada 300 km a leste de San Francisco,na Califórnia, a do Kilauea (Havaf) e a caldeira inativa do Lagoda Cratera.!" no Estado de Oregon.

Hoje em dia, o monitoramento das turbulências nas caldei-ras é muito importante, devido ao seu alto potencial destrutivo.Felizmente, não há registros na História da ocorrência de colap-sos catastróficos de conseqüências globais, mas os geólogos es-tão desconfiados do aumento da freqüência de pequenos terre-motos nas caldeiras de Yellowstone e do Vale Comprido e deoutras indicações de atividade nas câmaras magmáticas nacrosta abaixo delas. Por exemplo, a infiltração de dióxido decarbono no solo, a partir do magma existente em porções maisprofundas da crosta, vem matando árvores desde 1992 no Mon-te Mamooth, um vulcão na borda da caldeira do Vale Compri-do. Um guarda florestal quase foi asfixiado por dióxido de car-bono vulcânico que se infiltrou numa cabina localizada nosflancos do Monte Mamooth. Outras indicações de ressurgênciada Caldeira do Vale Comprido são o soerguimento de mais deImetro, no centro da caldeira, nos últimos 20 anos, e a ocorrên-cia de pequenos terremotos quase contínuos. Mais de mil ocor-reram em um único dia em 1997.

Explosões freáticas Quando o magma quente e carregado degases encontra a água subterrânea ou a água do mar, as vastasquantidades de vapor superaquecido geralmente causam explo-sõesfreáticas, ou de gás (Figura 6.11). Uma das mais destruti-vas erupções vulcânicas da história, a do Krakatoa, na Indoné-sia, foi uma erupção freática.

Diatremas Quando o material quente do interior da Terra es-capa de forma explosiva, a chaminé e o canal alimentador abai-xo dela freqüentemente são preenchidos por uma brecha, à me-dida que a erupção entra em declínio. A estrutura resultante é

ESTÁGIO 1O magma novo preencheuma câmara magmáticae desencadeia umaerupção vulcânica delavase de colunas decinza incandescente.

ESTÁGIO 2Aerupçâo de lava e os derramespiroclásticos continuam e acâmara magmática ficaparcialmente esvaziada.

ESTÁGIO 3Uma caldeira forma-se quando ocume da montanha entra emcolapso, caindo na câmaravazia. Grandes derramespiroclásticos acompanhamo colapso, cobrindo acaldeira e as áreasadjacentes poraté centenas dequilômetrosquadrados.

1

ESTÁGIO 4Um lago forma-se na caldeira.À medida que o magma residual dacâmara magmática resfria-se,continua uma atividadeeruptiva reduzida, sobforma de fontes

quentes e emissôes :::~~::a~fEjLgasosas. Um ~pequeno cone ~vulcânicoforma-se nacaldeira.

Lago da Craterar--_-,L~

Figura 6.10 Estágios da evolução da caldeira do Lago da Cratera.

CAPíTULO 6 • Vulcanismo ~

um diatrema. O Monte Shiprock, 15 que lembra uma torre iso-lada na planície circundante, no Novo México (EUA), é umdiatrema exposto pela erosão das rochas sedimentares que umdia ele atravessou. Para os passageiros de avião que cruzam aregião, o Monte Shiprock parece um gigantesco arranha-céunegro no meio do deserto vermelho (Figura 6.12).

O mecanismo de erupção que produz o diatrema foi recons-tituído a partir do registro geológico. Os tipos de minerais e derochas encontrados em alguns diatremas somente poderiam tersido formados em grandes profundidades - 100 km, mais oumenos, no manto superior. Os magmas carregados de gases for-çam seu caminho até a superfície, fraturando a litosfera e explo-dindo na atmosfera, onde ejetam gases e fragmentos sólidos dacrosta e do manto, às vezes em velocidade supersônica. Talerupção provavelmente se pareceria com os jatos exaustores deum gigantesco foguete colocado de cabeça para baixo no terre-no, expelindo gases e rochas para o ar.

Talvez os diatremas mais exóticos sejam as chaminés 16 kim-berliticas, cujo nome provém das fabulosas minas de diamantede Kimberley, na África do Sul. O kimberlito é um tipo de pe-ridotito vulcânico - uma rocha formada principalmente de oli-vina. As chaminés kimberlíticas também contêm uma grandevariedade de fragmentos mantélicos, incluindo diamantes, quesão empurrados para dentro dos magmas quando estes explo-dem em direção à superfície. As pressões extremamente altas,necessárias para transformar o carbono no mineral diamante,somente podem ser encontradas em profundidades maiores que1 SO km. A partir de estudos detalhados de diamantes e de ou-tros fragmentos mantélicos encontrados em chaminés kimber-líticas, os geólogos conseguiram reconstruir secções do manto,como se tivessem retirado um testemunho de sondagem de umaprofundidade de mais de 200 km. Esses estudos fornecem for-tes evidências para a teoria de que o manto superior é constituí-do basicamente de peridotito.

Figura 6.11 Explosão freática do Nisino-Sima, um novo vulcão queemergiu do mar em 1973, depois de uma erupção submarina noOceano Pacífico, a cerca de 900 km ao sul de Tóquio, Japão.[Departamento Hidrográfico, Agência de Segurança Marítima, Japão]

1 521 Para Entender a Terra

o magma em rápida ascensão quebrae carrega fragmentos da crosta e domanto, à medida que explode emvelocidade supersônica.

Os magmas carregados de gasesprovenientes do manto forçam suaascensão, fraturando a litosfera.

o km

)Magmascarregadosde gases

.... :

Erupções fissuraisImagine a lava basáltica fluindo para fora de uma fratura comdezenas de quilômetros de comprimento e derramando-se so-bre vastas áreas da superfície terrestre. Tais erupções fissuraisocorreram inúmeras vezes, nos últimos 4 bilhões de anos (Fi-gura 6.13), sendo exemplos geologicamente importantesdesses processos as erupções fissurais que ocorrem nas dor-sais mesoceânicas. Na História da humanidade, tais erupçõesforam testemunhadas apenas uma vez, em 1783, na Islândia,onde se encontra um segmento exposto da Dorsal Mesoatlân-tica. Um quinto da população da Islândia morreu de fome,como resultado dessa erupção. Uma fissura de 32 km decomprimento abriu-se e derramou cerca de 12 km ' de basal-to (ver Figura 6.13), uma quantidade suficiente para cobrirtoda a Ilha de Manhattan, em Nova York, até a metade da al-tura do famoso Edifício Empire State.!? As erupções vulcâni-cas continuam na Islândia, embora em menor escala que a ca-tástrofe de 1783.

Após a erupção, o canal vulcãnicoforma um diatrema, composto demagmas solidificados e fragmentosde rochas, chamados de brechas.

Os sedimentos menos resistentes do conee da superfície da crosta são erodidos,deixando expostos o núcleo do diatremae os diques radiados que hoje vemos.

Antigo/cone vulcânico

Figura 6.12 A formação de umdiatrema. O Monte Shiprock, com 515 macima das planuras sedimentares doentorno, no Novo México, EUA, é umdiatrema, ou uma chaminé vulcânica, quefoi exposto por causa da erosão dasrochas sedimentares menos resistentesque antigamente o circundavam. Note odique vertical, um dos seis que seirradiam a partir da chaminé vulcânicacentral. [Jim Wark, Index Stock Imagery]

Derrames basáIticos (planaltos basáIticos) O registro geoló-gico dos tempos pré-históricos contém muitas evidências deerupções basálticas a partir de grandes fissuras. Quando os ba-saltos irrompem nas fissuras, as lavas constituem uma planícieou acumulam-se como um planalto, em vez de se empilharemsob a forma de uma montanha vulcânica, como acontece quan-do extravasam de uma chaminé. Os derrames basálticos queconstruíram o Planalto Colúmbia, nos Estados Unidos (ver Pi-gura 6.2), soterraram uma área de 200.000 km2 da superfície doterreno preexistente. Certos derrames individuais tinham maisde 100 m de espessura e alguns eram tão fluidos que se espa-lharam por distâncias de mais de 60 km a partir de sua fonte.Desde então, uma paisagem inteiramente diferente, com novosvales fluviais, vem se desenvolvendo no topo da lava que soter-rou a antiga superfície. Encontram-se planaltos basálticos emtodos os continentes. 18

Depósitos de fluxos de cinza Erupções fissurais de materiaispiroc1ásticos produziram extensas camadas de tufos vulcânicos

Figura6.13 Numa erupção fissural de basalto muito fluido, a lavarapidamente se derrama, afastando-se das fissuras e formandocamadas extensas, em vez de acumular-se e formar uma montanhavulcânica. [Fonte: R. S. Fiske, U. S. Geological Survey] Cones

endurecidosdenominados defiuxos de cinza (Figura 6.14). Atéondese sabe, a humanidade nunca presenciou nenhum desseseventosespetaculares. Os depósitos de cinza da Grande Ba-cia,19 em Nevada e outros estados adjacentes, nos Estados Uni-dos, que se formaram desse modo, cobrem uma área de200.000km2 e sua espessura chega a 2.500 m em alguns locais.O Parque Nacional de Yellowstone, no Estado de Wyoming, foicobertopor alguns derrames de cinza, que soterraram uma su-cessãode florestas.

Outros fenômenos vulcânicosLahar Um dos mais perigosos fenômenos vulcânicos é o flu-xotorrencial de lama e detritos chamado de lahar.ê? Esses flu-xospodem ocorrer quando um derrame piroclástico encontraumrio ou um banco de neve; ou quando a parede de um lago decraterase quebra, liberando a água de repente; ou quando umderramede lava derrete o gelo glacial; ou, ainda, quando forteschuvastransformam depósitos de cinza recentes em lama. Umacamadaextensa de detritos vulcânicos na Serra Nevada da Ca-Iifórnia (EUA) contém 8.000 krn' de material depositado porlahar,o que seria suficiente para cobrir o Estado de Delaware?!comum depósito com mais de J km de espessura. Verificou-seque os lahares são capazes de carregar grandes matacões pordezenas de quilômetros. Quando houve a erupção do NevadodeiRuiz, nos Andes colombianos, em 1985, os lahares desen-

CAPíTULO 6. Vulcanismo 1153

vulcânicos na fissura de Laki (Islândia), que se abriu em 1783, tendodespejado o maior derrame terrestre de lava registrado na História.[Tony Waltham]

cadeados pelo derretimento do gelo glacial perto do cimo pro-jetaram-se encosta abaixo e soterraram a cidade de Armero, a50 km de distância, matando mais de 25 mil pessoas.

Colapso de flancos Um vulcão é construído de milhares dedepósitos de lava, de cinza ou de ambos, formando estruturas

Figura 6.14 Tufo soldado de um depósito de derrame de cinzana Grande Bacia do norte de Nevada, EUA. [John Grotzinger]


pouco estáveis. Suas laterais podem tornar-se inclinadas de-mais e, então, quebrar-se ou deslizar. Nos últimos anos, os vul-canólogos descobriram muitos exemplos pré-históricos de fa-lhas estruturais catastróficas nas quais grandes pedaços de vul-cões se romperam, talvez por efeito de um terremoto, e desce-ram encosta abaixo como um deslizamento de terra maciço edestrutivo. Em escala mundial, tais colapsos de flancos ocor-rem numa média de cerca de quatro vezes em cada século. Osmaiores prejuízos na erupção de 1980 do Monte Santa Helena(EUA) foram causados pelo colapso de um flanco (ver fotogra-fia na Reportagem 6.1 do Plano de Ação para a Terra).

Levantamentos realizados no assoalho oceânico do Havaírevelaram muitos deslizamentos de terra gigantes nos flancossubmarinos da cordilheira havaiana. É provável que, ao ocorre-rem, esses gigantescos movimentos tenham provocado enor-mes tsunâmis'? (ondas marinhas). Na verdade, sedimentos ma-rinhos coralígenos foram encontrados numa das ilhas havaia-nas, a cerca de 300 m acima do nível do mar. Esses sedimentosforam provavelmente depositados por tsunâmis gigantes provo-cados pelo colapso de um flanco, em tempos pré-históricos.

O flanco sul do vulcão Kilauea está avançando em direçãoao mar a uma velocidade de 250 mm/ano, o que é muito rápido,em termos geológicos. Esse avanço tornou-se mais preocupan-te, entretanto, quando foi repentinamente acelerado por um fa-tor da ordem de várias centenas em 8 de novembro de 2000,provavelmente desencadeado por fortes chuvas alguns dias an-tes. Uma rede de sensores de movimentação detectou um au-mento sinistro da velocidade, que alcançou cerca de 50rnm/dia, durante 36 horas, tendo, posteriormente, voltado aonormal. Algum dia, talvez daqui a milhões de anos, ou mesmoantes, o flanco provavelmente vá se quebrar e deslizar para ooceano. Esse evento catastrófico provocaria um tsunâmi quepoderia se tornar desastroso para o Havaí, para a Califórnia epara outras áreas litorâneas da orla do Oceano Pacífico.

Gases vulcânicos A natureza e a origem dos gases vulcânicossão de considerável interesse e importância. Pensa-se que, nodecorrer do tempo geológico, esses gases tenham formado osoceanos e a atmosfera e que possam afetar até mesmo o climaatual. Os gases dos vulcões têm sido coletados por corajososvulcanólogos e analisados para que a sua composição seja de-terminada (Figura 6.15). O vapor d' água é o principal consti-tuinte do gás vulcânico (70-95%), seguido pelo dióxido de car-bono, pelo dióxido de enxofre e por traços de nitrogênio, hidro-gênio, monóxido de carbono, enxofre e cloro. As erupções po-dem liberar enormes quantidades desses gases. Uma parte dosgases vulcânicos pode ser proveniente de grandes profundida-des da Terra, chegando à superfície pela primeira vez. Outraparte pode ser água subterrânea e água do mar, gases atmosfé-ricos reciclados ou gases que tenham sido aprisionados em ro-chas geradas em épocas passadas.

Interações entre os geossistemas: vulcanismo e mudançasclimáticas As relações entre as erupções vulcânicas e as mu-danças do tempo e do clima fornecem bons exemplos de intera-ções do sistema Terra. Por exemplo, a erupção de 1982 do ElChichón, no Sul do México, e a do Monte Pinatubo injetaramgases sulfurosos na atmosfera até 10 km acima da superfície.Por meio de várias reações químicas, os gases formaram um ae-

Figura 6.15 A vulcanóloga Katia Krafft com um traje à provadecalor, examinando um derrame de lava do vulcão Kilauea, noHavaí. [Maurice Krafft/Photo Researchers]

rossol (uma fina névoa em suspensão no ar) que representavadezenas de milhares de toneladas de ácido sulfúrico. Esseae·rossol bloqueou a radiação solar, impedindo que uma partede·Ia chegasse à superfície, e, dessa forma, rebaixou as temperatu·ras globais durante um ou dois anos. A erupção do Monte Pinatubo, uma das maiores erupções explosivas do último século,causou um esfriamento global de pelo menos 0,5°C em 1992.As emissões de cloro do Pinatubo também apressaram a perdade ozônio na atmosfera, o escudo que protege a biosfera daradiação ultravioleta do Sol. Os detritos jogados na atmosfera du·rante a erupção de 1815 do Monte Tambora, na lndonésia, cau-saram resfriamento ainda maior. No ano seguinte, em 1816, °Hemisfério Norte passou por um verão muito frio, inclusivecom nevadas. A queda na temperatura e a precipitação de cinzacausaram ampla quebra nas safras. Como resultado, mais de90mil pessoas pereceram naquele "ano sem verão". Esse terrívelano inspirou o triste poema "Escuridão", de Byron:

Eu tive um sonho, que não foi apenas um sonho.

O sol brilhante se extinguiu e as estrelas

Perambulavam escurecidas no espaço eterno,

Sem raios e sem rumo; e a Terra gelada

Orbitava cega e obscurecida no ar sem Lua;

As manhãs chegaram e se foram - e chegaram sem trazero dia.

E os homens esqueceram suas paixões no pavor

dessa desolação que se Ihes abateu; e todos os corações

Gelaram numa prece egoísta por luz.23

Um exemplo surpreendente da interação dos geossistemas é odo inter-relacionamento entre o clima e o vulcanismo. Comoacabamos de ver, os vulcões podem afetar o clima, mas parece

Figura6.16 A fumarola do vulcão Merapi, na Indonésia, formadepósitos de incrustação sulfurosos. [Roger Ressmeyer/Corbis]

queo clima também pode afetar os vulcões. Recentemente, fo-ramencontradas evidências estatísticas de que fortes chuvaspodemprovocar o colapso de domos vulcânicos, que é um dosmaisperigosos tipos de erupções vulcânicas, pois pode provo-carderrames piroclásticos (ver Figura 6.8). Foi relatado que vá-riaserupções vulcânicas na ilha de Montserrat ocorreram apósforteschuvas. Essa amostragem é pouco significativa para sus-tentaruma hipótese. Entretanto, outros cientistas encontraramconexõesestatísticas entre as estações do ano com fortes chu-vase as erupções dos montes Etna e Santa Helena. Um especia-listado U.S. Geological Survey acredita que, se a chuva fosselevadaem consideração, a previsão de algumas erupções pode-ria ser aperfeiçoada. Entretanto, o mecanismo que conecta a

. chuvaàs erupções ainda não é claro. Especula-se que a infiltra-çãode chuva nas profundezas, até o magma quente, poderiaformarvapor superaquecido e causar uma explosão, seguida deumcolapso. Ou, talvez, o peso da precipitação sazonal acumu-ladapossa causar um colapso.

Atividades hidrotermais A atividade vulcânica não páraquandoa lava ou os materiais piroclásticos deixam de fluir. Du-rantedécadas ou, às vezes, por centenas de anos após as gran-des erupções, os vulcões continuam a emitir fumaça e vaporpormeio de pequenos condutos, chamados defumaralas. Essasemanações contêm materiais dissolvidos que se precipitam nassuperfíciesadjacentes à medida que o vapor se condensa e eva-poranovamente, formando vários tipos de depósitos de incrus-tação(tais como os travertinos), inclusive alguns com mineraisvaliosos(Figura 6.16).

As fumarolas são manifestações superficiais da atividadehidrotermal, que é a circulação de água através de magmas erochasvulcânicas quentes. A interação da hidrosfera e da litos-fera terrestre é um processo importante em muitos geossiste-masvulcânicos. A água subterrânea circulante, ao alcançar osmagmasprofundos, que retêm o calor por centenas ou milhares


de anos, aquece-se e retoma para a superfície sob a forma defontes quentes ou de gêiseres. Um gêiser é uma fonte de águaquente que jorra de forma intermitente com grande força, fre-qüentemente acompanhada por um rugido trovejante (Figura6.17). O gêiser mais conhecido dos Estados Unidos, o OldFaithful, no Parque Nacional de Yellowstone, irrompe em inter-valos de aproximadamente 65 minutos, formando um jato deágua quente que se eleva até 60 m de altura acima da superfície.

O vapor e a água quente formados pela atividade hidroter-mal podem ser canalizados para gerar energia geotérmica. Asatividades hidrotermais são também responsáveis pela deposi-ção de minerais incomuns, particularmente de metais, forman-do corpos de minérios com grande valor econômico (ver Capí-tulo 22). Como veremos, as interações hidrotermais são espe-cialmente intensas nos centros de expansão das dorsais rneso-ceânicas, onde enormes volumes de água e de magma entramem contato.

o SISTEMA TERRA

Figura 6.17 O gêiser Old Faithful, no Parque Nacional deYellowstone (EUA), que irrompe até uma altura de 60 rn, aintervalos de 65 minutos. [Simon Fraser/SPL/Photo Researchers]


6.1 Monitorando vulcões

Kilauea: seguindo o caminho do magma

Qimenso vulcão-escudo Mauna l.oa, que tem um vulcãomenor, o Kilauea, localizado na sua vertente oriental,

constitui a metade sul da ilha do Havaí. Como a U. S. Geolo-gical Survey opera um observatório de vulcanologia na bordada caldeira do Kilauea, esse vulcão ativo talvez seja, atualmen-te, o mais bem estudado do mundo.

Uma moderna rede de instrumentos e instalações de la-boratórios é utilizada para seguir os movimentos do magmano interior do vulcão e as mudanças químicas das erupçõesde lavas e gases. Os sismógrafos, que medem vibrações den-tro da Terra, detectam e localizam os pequenos terremotosque geralmente estão relacionados com os movimentos domagma. Os sismógrafos podem localizar terremotos em pro-fundidades de até 55 km abaixo do Kilauea. Tais terremotosgeralmente marcam a entrada de magma em canais que vêmda astenosfera, passam pela litosfera e chegam até a superfí-cie terrestre. A migração ascendente do magma pode ser se-guida durante meses, pois as perturbações sísmicas ocorremprogressivamente mais próximas da superfície à medida queo magma ascende. Os clinômetros, que medem a inclinaçãodo terreno, indicam o momento em que o vulcão começa ainchar, à medida que o magma preenche uma cãmara magmá-tica não muito abaixo do cume.

O primeiro sinal de que uma emissão de lava está iminen-te é uma série de milhares de pequenos terremotos, que in-dicam que o magma está afastando as rochas, para forçar asua ascensão até a superfície. Freqüentemente, os geólogossabem onde vai ocorrer a erupção a partir da localização dos

terremotos e das mudanças no seu padrão. Em janeiro de1960, por exemplo, os cientistas da U. S. Geological Surveydetectaram uma série de terremotos nas proximidades da vi·Ia de Kapoho, no flanco do Kilauea. Como esperado, umaerupção começou, mas sem causar vítimas, pois a vila tinhasido evacuada. Uma nova paisagem foi criada pela lava queescorreu para o mar. Muralhas com seis metros de altura fo-ram construídas, em uma vã tentativa de desviar a lava e sal·var uma comunidade litorânea. Quando tudo terminou, osclinômetros mostraram que o vulcão havia desinflado, signi-ficando que a câmara magmática abaixo dele havia sido dre-nada durante a erupção de Kapoho. O ciclo repete-se emperíodos de alguns anos.

Monte Santa Helena: perigoso, masprevisívelNa parte contígua dos Estados Unidos, o Monte Santa Helenaé o vulcão mais ativo e explosivo. Ele tem uma história bem do-cumentada de 4.500 anos de eventos destrutivos como der-rames de lavas e rochas piroclásticas quentes, lahares e preci-pitação de cinza. Após 123 anos de inatividade, a partir de 20de março de 1980 passou a ocorrer uma série de terremotospequenos e moderados sob o vulcão, assinalando o começode uma nova fase eruptiva. Esses terremotos fizeram com quea U. S. Geological Survey emitisse formalmente um alerta dedesastre. Após uma semana, a primeira emissão de cinza e devapor irrompeu numa cratera recém-aberta bem no cume. Emabril, os tremores sísmicos aumentaram, indicando que haviamagma movendo-se abaixo do cume, e foi verificado o apare-cimento de uma sinistra inchação da encosta nordeste. A U.S.Geological Survey emitiu um alerta mais vigoroso e ordenou a

Destruição de uma propriedadeengolfada por um derrame de lavana erupção de 1990 do vulcãoKilauea, Havaí, Estados Unidos.[James Cachero/Corbis]


evacuação das redondezas. Em 18 de maio, o clímax da erup-ção começou subitamente. Um forte terremoto desencadeou,aparentemente, o colapso do lado norte da montanha, liberan-do um enorme deslizamento de terra, o maior já registrado nomundo. À medida que o gigantesco fluxo de detritos despen-cava montanha abaixo, gás e vapor sob alta pressão eram libe-rados em uma grande explosão lateral que acabou com a en-costa norte da montanha. O geólogo David A. Johnston, da U.S. Geological Survey, estava monitorando o vulcão a partir deseu posto de observação, localizado 8 km ao norte. Ele deveter visto a onda explosiva avançando, antes de enviar por rádiosua última mensagem: "Vancouver; Vancouver; é isso aíl". Um ja-to direcionado para o norte, composto de cinza superaqueci-da (500°C), gás, cinza e vapor, saiu como um estrondo parafora da brecha aberta com a força de um furacão, devastandouma zona de 30 km de largura que se estendeu até 20 km dedistância do vulcão. Uma erupção vertical jogou uma pluma decinza para o céu até a altitude de 25 krn, o dobro da altitudede vôo dos jatos comerciais. A nuvem de cinza moveu-se paraleste e nordeste, seguindo os ventos predominantes, causan-do escuridão em pleno meio-dia, numa área distante 250 kmpara leste, e depositou uma camada de cinzas de 10 em de es-pessura em grande parte do Estado de Washington, na regiãonorte de ldaho, e no oeste de Montana. A energia liberada naexplosão foi equivalente a cerca de 25 milhôes de toneladasde TNT. O topo do vulcão foi destruido, a sua altura foi redu-zida em 400 m e sua vertente norte desapareceu. De fato, amontanha foi "cavoucada".

A devastação local foi espetacular. Numa zona interna daexplosão, com raio de 10 km a partir do vulcão, a florestadensa foi retirada e soterrada por vários metros de detritospiroclásticos. Para além dessa zona até 20 km de distância,as árvores tiveram seus galhos arrancados e foram movidase quebradas pela ação do vento como se fossem palitos defósforo, alinhando-se deitadas sobre o solo radialmente apartir do vulcão. A uma distância de 26 krn, a explosãoquente foi tão intensa que capotou um caminhão e derreteusuas partes plásticas. Alguns pescadores sofreram queima-duras graves e só sobreviveram por terem se jogado num rio.Mais de 60 pessoas morreram por causa da explosão ou deseus efeitos. Um lahar formou-se quando o deslizamento deterra e de detritos piroclásticos, fluidizados pela água sub-terrânea, pela neve derretida e pelo gelo glacial, fluiu por 28km pelo vale do Rio Toutle. O vale foi preenchido por umacamada de detritos com 60 m de espessura. Além dessa pi-lha de detritos, a água carregada de lama fluiu para o RioColumbia, onde os sedimentos obstruíram o canal de nave-gação e encalharam vários navios em Portland. Esse episó-dio de erupção do Monte Santa Helena poderá continuar,devendo prolongar-se por 20 anos ou mais antes de chegara um fim. Embora grande parte da área devastada ainda es-teja desolada, após uma década, quase 20% da superfície

O Monte Santa Helena antes e depois da erupção cataclísmicade maio de 1980. [Antes: Emil Muench/Photo Researchers.Em erupção: U. S. Geological Survey. Depois: DavidWeintraub/Photo Researches 1

mostraram evidência de recolonização dos vegetais: espé-cies nativas de gramíneas, leguminosas e pequenas árvorescomeçaram a se instalar.


\i'f"rjrr;}Xm'adrãoglobal do vulcanismo

Antes do advento da teoria da tectônica de placas, os geólogosconstataram a existência de uma concentração de vulcões aolongo da orla do Oceano Pacífico e apelidaram-na de Cinturãode Fogo. A explicação do Cinturão de Fogo em termos da sub-ducção de placas foi um dos grandes sucessos da nova teoria. Jáexaminamos como as composições das lavas variam de acordocom o ambiente tectônico (ver Figura 5.11). Nesta seção, mos-traremos como a tectônica de placas pode explicar todas asprincipais características do padrão global do vulcanismo.

A Figura 6.18 mostra a localização dos vulcões ativos nomundo, sejam eles terrestres ou marinhos, que se encontramacima do nível do mar. Cerca de 80% estão em limites conver-gentes de placas, 15% em limites divergentes e os poucos res-tantes, no interior das placas. Entretanto, existem muito maisvulcões ativos que aqueles representados na figura. A maiorparte da lava que irrompe na superfície terrestre é provenientede erupções submarinas, localizadas nos centros de expansãodas dorsais mesoceânicas.

Produção de basalto nos centros de expansãoA cada ano, cerca de 3 km" de lava basáltica irrompem nas dor-sais mesoceânicas, no processo de expansão do assoalho oceâ-nico, o que é um enorme volume. Para fins de comparação, to-dos os vulcões ativos (cerca de 400) nos limites convergentesde placas geram anualmente um volume de rochas vulcânicasque não chega a 1 km '. Durante os últimos 200 milhões de

Figura 6.18 Os vulcões ativos cujas chaminés localizam-se emterra ou acima do nível do mar (pontos vermelhos). Cerca de 80'10encontram-se em limites de placas convergentes, 15% em locais

anos, a erupção de magmas nos centros de expansão foisufi·ciente para criar todo o atual fundo oceânico, que cobrecerCôde dois terços da superfície terrestre. Essa "fábrica", ondercrosta oceânica é criada, tem dimensões da ordem de pOUCOIquilômetros de largura e de profundidade, estendendo-se df

forma intermitente ao longo de milhares de quilômetros dador·sal mesoceânica (Figura 6.19). Os magmas e as rochas vulcâ-nicas são formados por meio da fusão do manto peridotíticocausada por descompressão, conforme discutido no Capítuloi(ver Figura 5.13).

Atividade hidrotermal noscentros de expansãoAs fissuras distensionais na crista da dorsal mesoceânica permi·tem que a água do mar circule pela crosta oceânica recém-fcmada. O calor das rochas vulcânicas quentes e dos magmasqueestão nas profundezas propulsiona um vigoroso processo con·vectivo. Ele puxa a água fria do mar para o interior da crosta,on·de ela se aquece em contato com o magma, e, depois, expeleiágua quente para o oceano sobrejacente (ver Figura 5.l5).

Considerando que são comuns as ocorrências de fomsquentes e gêiseres em geossistemas vulcânicos terrestres,aievidências de atividade hidrotermal intensa em centros deex·pansão (que geralmente estão submersos pela água) não deve·ria causar surpresa. Entretanto, os geólogos ficaram impressionados quando descobriram a intensidade da convecção e aiconseqüências químicas e biológicas que ocorrem na Terraporsua causa. As manifestações mais espetaculares desse processo

Placa ,AntárJ;ica

onde as placas se afastam uma da outra e o restante, em pontosquentes intraplacas. Neste mapa não estão representados osinúmeros vulcões axiais da dorsal mesoceânica.

Emlimites convergentes do tipo oceano-oceano,os magmas originados de fusões parciais do mantoformam arcos de ilhas vulcânicos com erupçâo delavaspredominantemente basálticas.

Vulcão ativoacima deponto quente

-.•..•.-~D I .,"~ orsa mesoceamca

,'o('

A

Aseparação das placas na dorsalmesoceânica e a retirada de magmasde uma ampla região da astenosferageram vulcanismo basáltico e umanova crosta e litosfera oceânicas.

A movimentação das placas sobre ospontos quentes origina as cadeias deilhas vulcânicas basálticas intraplacas.


Os magmas formados em limite convergente do tipo oceano-continente são misturas de basaltos do manto, da crostacontinental félsica refundida e dos materiais do topo da placaem subducção que foram fundidos. Esses magmas formamvulcões que emitem lavas andesíticas.

Cinturão vulcãnico continental___----'A~--~\

Vulcão extinto

Plumado manto

Crostacontinental

Mantolitosféricocontinental

Figura 6.19 O padrão global do vulcanisrno pode ser explicado pela tectânica de placas. (A) A separação entre asplacasem uma dorsal mesoceânica e a retirada de magmas de amplas regiões da astenosfera geram vulcanismobasáltico e novas crosta e litosfera oceânicas. (B) Em limites do tipo convergentes oceano-oceano, os magmasoriginados da fusão parcial do manto formam arcos de ilhas vulcânicos com erupção de lavas predominantementebasálticas. (C) Os magmas formados em convergência do tipo oceano-continente são misturas de basaltos domanto,da crosta continental félsica refundida e de materiais do topo da placa em subducçâo que foram fundidos.Essesmagmas formam vulcões que extravasam lavas andesíticas. (D) A movimentação das placas sobre os pontosquentes gera cadeias de ilhas vulcânicas basálticas intraplacas. A Islândia (não representada na figura) está sobre umponto quente localizado numa dorsal mesoceânica.

foramprimeiramente encontradas no Oceano Pacífico Orientalem 1977. Lá, observaram-se plumas de água quente, saturadadeelementos químicos, com temperaturas chegando a 350°C,jorrandocomo "chaminés pretas'?" por condutos hidrotermaisnacrista da cadeia mesoceânica, onde o volume de fluido cir-culanteé muito alto. Os geólogos marinhos estimaram que umvolumede fluido equivalente a toda a água dos oceanos circulepelasfraturas e condutos dos centros de expansão a cada 10 mi-lhõesde anos.

Os cientistas também perceberam que as interações hidros-fera-litosfera,em centros de expansão, afetam profundamente ageologia,a química e a biologia dos oceanos.

• Acriação de nova litosfera responde por quase 60% da energiaqueflui do interior da Terra. A água do mar em circulação resfriaanovalitosfera com muita eficiência e, dessa forma, desempenhaumpapel importante no processo pelo qual o calor interno daTerraé transferido para fora.

• A atividade hidrotermal lixivia metais e outros elementos danova crosta, introduzindo-os nos oceanos. A quantidade desseselementos é tão alta que influencia tanto as características quími-cas da água do mar quanto os componentes minerais levados portodos os rios do mundo para os oceanos.

• Os minerais metálicos precipitam-se a partir da água do marcirculante, formando minérios de zinco, cobre e ferro nas partesmais rasas da crosta oceânica. O minério forma-se quando a águado mar infiltra-se nas rochas vulcânicas porosas, aquece-se e li-xivia esses elementos das lavas, dos diques, dos gabros e, talvez,mesmo do magma parcialmente cristalizado que está mais abai-xo. Quando essa água quente, enriquecida em minerais dissolvi-dos, ascende e entra de novo no oceano frio, precipitam-se os mi-nerais que vão formar os minérios (ver Figura 17.7).

A energia hidrotermal e os nutrientes da água do mar circu-lante alimentam colônias incomuns de estranhos organismoscuja energia vem do interior da Terra e não da luz do Sol. Os

160 I Para Entender a Terra

complexos ecossistemas dos centros de expansão têm micror-ganismos que fornecem o alimento para as conchas gigantes epara os poliquetas com vários metros de comprimento. Esses ti-pos particulares de microrganismos também povoam fontes ter-mais com temperaturas acima do ponto de ebulição da água. Aocorrência de microrganismos tão primitivos, que não reque-rem luz do Sol e que podem sobreviver nesses ambientes de al-ta energia e de grande variedade química, levou alguns cientis-tas a acreditar que as raízes da "árvore da vida" na Terra tenhamcomeçado nos centros de expansão.

Vulcanismo em zonas de subducçãoUma das feições mais impressionantes das zonas de subducçãoé a cadeia de vulcões paralela ao limite convergente. Essa ca-deia de vulcões posiciona-se sempre na placa que está acima daporção mergulhante da litosfera oceânica, independentementeda sua constituição, que pode ser tanto oceânica como continen-tal (ver Figura 6.19). Os arcos das ilhas Aleutas e Marianas sãotípicas cadeias vulcânicas que se formam por convergênciaoceano-oceano. Os vulcões da Cordilheira dos Andes marcam olimite convergente onde a Placa de Nazca desliza sob a porçãocontinental da Placa Sul-Americana. Mais ao norte, a subduc-ção da pequena Placa de Juan de Fuca no lado oeste da PlacaNorte-Americana origina vulcões como o Rainier e o Santa He-lena, situados na Cordilheira Cascade, que se estende desde onorte da Califórnia (EUA) até a Colúmbia Britânica (Canadá).

Os magmas que alimentam os vulcões de zonas de subduc-ção formam-se por meio de fusão induzida por fluidos (ver Ca-pítulo 5) e mostram maior variedade composicional que os ba-saltos formados nas dorsais rnesoceânicas. A composição des-sas lavas varia de máfica a félsica - isto é, de basaltos a andesi-tos e a riolitos. Os vulcões localizam-se acima das partes maisprofundas da porção mergulhante da placa oceânica, onde a fu-são acontece, e ejetam lavas e material piroclástico de compo-sição basáltica, andesítica e riolítica, formando uma grande va-riedade de rochas vulcânicas. Esses vulcões e as rochas vulcâ-nicas que eles expelem formam, também, as ilhas dos arcosvulcânicos oceânicos, como as Aleutas, no Alasca.

Quando a subducção ocorre num continente, a grande quan-tidade de vulcões e rochas vulcânicas existentes se coalescepara formar um arco de montanhas continental. A subducção deuma placa oceânica gerou um arco desse tipo - a CordilheiraCascade, no Norte da Califórnia, e nos estados de Oregon eWashington, nos Estados Unidos, onde podem ser encontradosvulcões ativos (ver Figura 5.11), como o Monte Santa Helena.Entre o arco de ilhas e a fossa submarina profunda, numa dis-tância de cerca de 200 km em direção ao oceano, há uma áreachamada de antearco (ver Figura 5.15). Nessa área, há uma ba-cia de antearco, que é uma zona deprimida, preenchida por se-dimentos derivados do arco, e uma cunha acrescional.P forma-da pela pilha de sedimentos e da crosta oceânica que é raspadada porção mergulhante da placa.

As ilhas japonesas são um exemplo excelente do complexoarranjo de rochas intrusivas e extrusivas que se desenvolveu aolongo de muitos milhões de anos numa zona de subducção.Nesse pequeno país, encontram-se todos os tipos de rochas ex-trusivas de diversas idades, misturadas com intrusivas máficase intermediárias, rochas vulcânicas metamorfizadas e rochassedimentares formadas a partir da erosão de rochas ígneas. Aerosão de todo esse conjunto de rochas contribuiu para formar

as singulares paisagens retratadas em tantas pinturas japonessclássicas e modernas.

Em todos esses casos, as rochas ígneas revelam as prindpais forças que modelam a Terra e a interação do sistema docli·ma com o sistema da tectônica de placas O contexto de cadaplaca tectônica produz seu próprio padrão de rochas ígneas:0\

derrames de lavas e de piroclásticas irrompem dos vulcões;cbatólitos, os diques e as soleiras intrudem-se nas profundezse uma grande variedade de rochas que se originam de magmsde distintas composições segue seu próprio caminho de diferenciação.

Vulcanismo intraplaca: a hipótese da plumamantélicaComo acabamos de discutir, os limites das placas terrestressàolocais de intenso vulcanismo. Nesses locais, onde as placassàoprimeiro criadas e depois destruídas, são produzidos líquidosmagmáticos em resposta direta às forças e ao calor das placastectônicas, que se originam no interior da Terra. Entretanto, co-mo veremos mais adiante, há ainda um outro tipo de vulcanismo, que ocorre no interior das placas litosféricas terrestres.AFigura 6.18 mostra a distribuição do vulcanismo intraplaca-isto é, dos vulcões que estão longe dos limites de placas.

Pontos quentes e plumas do manto A fusão por descompressão explica o vulcanismo nos centros de dispersão e a fusãoin·duzida por fluidos esclarece o vulcanismo que ocorre acimadaszonas de subducção. Mas qual é o mecanismo que produzovulcanismo intraplaca? Considere as ilhas havaianas, no meioda Placa Pacífica (Figura 6.18). Essa cadeia de ilhas começacom os vulcões ativos da Ilha Grande do Havaí e continua paranoroeste como um cordão de montanhas e de cadeias vulcânicas submersas, progressivamente mais antigas, extintas e erodidas. Em contraste com as dorsais mesoceânicas, que são sismicamente ativas, a cadeia havaiana não é marcada pela freqüência de grandes terremotos (exceto próximo ao centro vulcânico), constituindo essencialmente uma cadeia assismica (istoé,sem terremotos). Pontos quentes vulcanicamente ativos no início de cadeias assísmicas progressivamente mais antigas podem ser encontrados em outros locais do Pacífico e em outrasgrandes bacias oceânicas. Os vulcões ativos do Taiti, no extre-mo sudeste das Ilhas Sociedade, e as Ilhas Galápagos, no limi-te norte da cadeia assísmica de Nazca, são dois exemplos.

Quando o padrão geral de movimentos das placas foi defi-nido, os geólogos puderam demonstrar que essas cadeias assísmicas pareciam-se com os alinhamentos de vulcões que se for-mam nas placas. Tais alinhamentos originam-se quando as pla-cas se movimentam sobre os pontos quentes que se encontramem posições fixas, como se fossem tochas ancoradas no mantoterrestre (Figura 6.20). Com base nessas evidências, foi formu-lada a hipótese de que os pontos quentes eram manifestaçõesvulcânicas de material sólido quente, que ascende em jatos es-treitos e cilíndricos de locais profundos do manto (talvez do li-mite núcleo-manto), chamados de plumas do manto. Quandoos peridotitos trazidos em uma pluma do manto chegam a re-giões menos profundas, onde as pressões são mais baixas, elescomeçam a fundir-se, produzindo magma basáltico. O magmapenetra na litosfera e pode irromper na superfície. A posiçãoque a placa está ocupando sobre o ponto quente é marcada porum vulcão ativo, que se torna inativo à medida que a placa se

(a)

CAPíTULO 6 • Vulcanismo ~

A Placa Pacífica moveu-se para oeste,sobre o ponto quente do Havaí, ...

... resultando na formação dacadeia de ilhas vulcãnicas emontes submarinos.

As idades das montanhas são consistentes com osmovimentos da placa de cerca de 100 mm/ano ...

Direção domovimentoda placa

Montana

64,7Ma-,. 56,2

55,455,248,139,9~43,4/142,4

SO'N

40"NDireção domovimento

da placa30'N" ..

Nihau5,5::::;.KilaueaO/

Ponto quente do Havaí

20'N

... e uma mudança abrupta de dire-ção foi datada em cerca de 43 Ma.

As caldeiras do alinhamento de Yellowstoneforam datadas em 16 milhões de anos.

Figura6.20 O movimento da placa gera um alinhamento de vulcões progressivamente mais antigos. (a) A cadeiadevulcões das ilhas havaianas e seu prolongamento em direção ao noroeste do Pacífico mostram a tendência de osvulcõesserem progressivamente mais antigos em direção ao noroeste. (b) O alinhamento de vulcões deYellowstonemarca o movimento da Placa Norte-Americana sobre um ponto quente durante os últimos 16 milhõesdeanos. [Universidade Jesuíta de Wheeling26/NASA Sala de aulas do futuro]

afastado ponto quente. Assim, o movimento da placa originaumalinhamento de vulcões extintos e progressivamente maisantigos.Como é mostrado na Figura 6.20, as ilhas havaianasajustam-semuito bem a esse padrão, sendo possível determinarquea velocidade com que a Placa do Pacífico se movimenta so-breo ponto quente do Havaí é de cerca de 100 mm/ano.

Alguns aspectos do vulcanismo intraplaca nos continentesforamtambém explicados com a utilização da hipótese das plu-masdo manto Yellowstone é um exemplo. Como já descreve-mosanteriormente neste capítulo, a Caldeira de Yellowstone,nonordeste do Estado de Wyoming, Estados Unidos, que temsomente600 mil anos de idade, ainda está vulcanicamente ati-va,com gêiseres, fontes de água em ebulição, soerguimento eterremotos. Ela é o membro mais jovem de um alinhamento deumaseqüência de caldeiras cada vez mais antigas, agora extin-tas, que supostamente marcam o movimento da Placa Norte-

Americana sobre o ponto quente de Yellowstone (ver Figura6.20). O membro mais antigo desse alinhamento, que é umaárea vulcânica no Estado de Oregon, sofreu erupção há cerca de16 milhões de anos. Se o ponto quente de Yellowstone for ver-dadeiramente fixo, um simples cálculo indica que a Placa Nor-te-Americana moveu-se sobre ele a uma taxa de cerca de 25mm/ano durante os últimos 16 milhões de anos. Levando emconsideração os movimentos relativos das placas Pacífica eNorte-Americana, essa velocidade e essa direção são consisten-tes com os movimentos das placas inferidos a partir do Havaí.

Partindo do princípio de que os pontos quentes são ancora-dos por plumas que ascendem desde regiões profundas do man-to, os geólogos podem usar a distribuição mundial dos alinha-mentos de rochas vulcânicas para calcular quanto o sistemaglobal das placas está se movendo em relação às partes profun-das do manto. Os resultados são algumas vezes chamados de


"movimentos absolutos das placas tectônicas", para distingui-los dos movimentos relativos entre as placas (ver Figura 2.5).Os movimentos absolutos das placas, derivados do estudo dasrochas vulcânicas, em alinhamentos devidos a pontos quentesajudaram os geólogos a entender quais forças estão movendo asplacas (ver Capítulo 2, páginas 68 e 69). As placas cujos limi-tes entram em subducção ao longo de grandes extensões mo-vem-se rapidamente em relação aos pontos quentes. É o casodas placas Pacífica, de Nazca, de Cocos e Indo-Australiana.Enquanto isso, placas cuja subducção acontece em áreas restri-tas, como as placas Euro-Asiática e Africana, movem-se lenta-mente. Essa observação dá sustentação à hipótese de que o im-pulso gravitacional provocado pelo mergulho das placas densasé importante para movimentá-Ias.

Se assumirmos que os pontos quentes estejam realmente an-corados no manto, então os alinhamentos de pontos quentes po-dem ser usados para reconstruir a história dos movimentos dasplacas em relação ao manto, da mesma forma que as isócronasmagnéticas permitem a reconstrução dos movimentos relativosdas placas. Como vimos, essa idéia funciona razoavelmente bempara os movimentos recentes das placas. Quando se trata de pe-ríodos mais longos, entretanto, vários problemas surgem. Porexemplo, de acordo com a hipótese de que os pontos quentes sãofixos, a curvatura abrupta da cadeia assísmica do Havaí (no localem que ela passa a ser chamada de Montes Submarinos do Impe-rador, ver Figura 6.20), há 43 milhões de anos, deveria coincidircom uma mudança abrupta na direção de movimento da PlacaPacífica. Entretanto, nenhum sinal dessa mudança de direção po-de ser encontrado nas isócronas magnéticas, o que levou algunsgeólogos a questionar a hipótese de que os pontos quentes são fi-xos. Outros sugeriram que, no manto em convecção, as plumasnão permaneceriam em posições fixas entre si, mas poderiam es-tar à deriva em correntes de convecção de direções variáveis.

Quase todos os geólogos aceitam a idéia de que o vulcanis-mo dos pontos quentes é causado por algum tipo de subida dematerial do manto que está abaixo das placas. Entretanto, a hi-pótese das plumas do manto, segundo a qual essas subidas dematerial seriam condutos estreitos de material em ascensão a

partir do manto profundo, ainda é controversa. Mais controesa ainda é a idéia de que as plumas são responsáveis pelosgmdes extravasamentos de derrames de basaltos e por outrasgmdes províncias ígneas.

As grandes províncias ígneas A origem das erupções fissurais de basaltos dos continentes - tais como aqueles que fOI111<

ram o Planalto Colúmbia (e também os grandes planalioséderrames que existem no Brasil e no Paraguai, na índia enaSi·béria) - é um grande quebra-cabeça. O registro geológico mOf

tra que imensas quantidades de lavas, chegando a rnilhõesaquilômetros cúbicos, podem ser liberadas em um curto perío(\:de 1 milhão de anos. Durante esses eventos, a quantidade debva que se derrama em um único local da superfície terrestrepide ser equivalente à quantidade de lava em erupção de todocsistema da dorsal mesoceânica!

Os basaltos de platô não ocorrem exclusivamente emconti·nentes: eles também formam grandes planaltos oceânicos, conroo Planalto de Java-Ontong, a norte da ilha da Nova Guiné, egran-des partes do Planalto de Kerguelen, no Oceano Índico Ocide,tal (Figura 6.21). Essas feições constituem exemplos do queogeólogos chamam de grandes províncias ígneas. Elas sãodefi·nidas como grandes volumes de rochas máficas, predominaremente extrusivas, e de rochas intrusivas, cujas origens estãoliga·das a processos outros que não os da expansão "normal" doas·soalho oceânico. As grandes províncias ígneas são constituídasde basaltos de planaltos continentais, de basaltos de planaltosdebacias oceânicas e de cadeias assísmicas dos pontos quentes.Ummapa-rnúndi dessas províncias é mostrado na Figura 6.21.

O vulcanismo que cobriu grande parte da Sibéria comlavaé especialmente interessante porque ocorreu na mesma épocaem que houve a maior extinção de espécies do registro geolõg,co, há cerca de 250 milhões de anos. Alguns geólogos pensamque a erupção causou a extinção, talvez pela poluição da atmosfera com gases vulcânicos que desencadearam uma grande mu·dança climática.

Muitos geólogos acreditam que as grandes províncias magomáticas foram criadas em pontos quentes, por plumas do manto.Entretanto, a quantidade de lava que se forma no Havaí, o ponto

Figura 6.21 A distribuição global das grandes provínciasígneas continentais e das bacias oceânicas. Essas províncias sãomarcadas por grandes derramamentos de magmas basálticos empontos quentes e em erupções fissurais. Admite-se como

hipótese que elas sejam resultantes de grandes eventos defusão causados pela chegada de frentes de plumas na superfícieda Terra. [Fonte: M. Coffin and O. Eldholm, Figure 1, Rev.Ceophys., 32:1-36,1994]

Manto

N· I ~--- Núcleouc eointern externo

A instabilidade no limitenúcleo-manto faz com queuma pluma do manto ascenda,guiada por uma frente depluma quente, turbulenta.

litosfera

Manto

Limitenúcleo-manto

Núcleo externo


À medida que a placa semove sobre os resquíciosda pluma, a cauda da plu-ma - que agora é um pontoquente - pode formar umvulcão de ponto quente.

Quando a pluma alcança otopo do manto, o magmabasáltico formado pela fusãoinduzida por descompressãopenetra na litosfera e derra-ma-se como basalto de platô.

Basaltos de platô

Figura 6.22 Um modelo especulativo para a formação dederramesde basalto e outras províncias ígneas grandes. Uma novaplumaascende do limite núcleo-manto, originando uma frente de

quentemais ativo do mundo na atualidade, é insignificantequandocomparada aos enormes derramamentos que ocorremduranteos episódios de extrusão de basaltos de platô. O que ex-plicaesses episódios eruptivos atípicos de magma basáltico domanto?Alguns geólogos especulam que eles ocorrem quandoumanova pluma ascende do limite núcleo-manto. De acordocomessa hipótese, um grande bulbo de material quente e turbu-lento- uma "frente de pluma" - abre o caminho. Quando essafrentede pluma chega ao topo do manto, gera uma grande quan-tidadede magma por um processo de fusão por descompressão,oqualentra em erupção como gigantescos derrames basálticos(Figura 6.22). Essa hipótese é contestada por outros pesquisa-dores,que argumentam que os basaltos de platô parecem geral-menteestar associados a zonas de fraqueza preexistentes nasplacascontinentais - sugerindo que os magmas são gerados porprocessosconvectivos localizados no manto superior. Descobrirasorigens das grandes províncias ígneas é uma das mais empol-gantesáreas de pesquisas correntes em Geologia.

V Icanismo e a atividade humana

Asgrandes erupções vulcânicas não são somente um assunto deinteresseacadêmico para geólogos: elas são também um signifi-cativodesastre natural para a sociedade humana. Entre os mui-

o movimento continuadodas placas sobre o pontoquente cria uma cadeiavulcânica de ponto quente.

Vulcão de ponto quente

Vulcãoextinto

Vulc:ao.mo..........Caudada

pluma(pontoquente)

pluma quente e turbulenta. Quando a frente de pluma alcança otopo do manto, ela achata-se, gerando um imenso volume demagma basáltico, o qual irrompe como derrames de basalto.

tos vulcões que já afetaram comunidades pelo mundo afora, umdeles teve um efeito bastante forte sobre a Civilização Ociden-tal. As equipes de arqueólogos e geólogos marinhos consegui-ram montar os fragmentos da história do desaparecimento deThira27 (antiga Santorini), uma ilha vulcânica no Mar Egeu. Aerupção de Thira, em 1623 a.C; parece ter sido muitas vezesmais violenta que a do Krakatoa. O centro da ilha entrou em co-lapso, formando uma caldeira cujos eixos medem 7 krn por 10krn, hoje visível como uma laguna de, aproximadamente, 500metros de profundidade e com dois pequenos vulcões ativos nocentro. A laguna é limitada por duas ilhas em forma de crescen-te, famosas por suas exportações de vinho e pela beleza natural,e que ainda estão sujeitas a terremotos destrutivos. Os detritosvulcânicos e os tsunâmis resultantes dessa catástrofe antiga des-truíram dezenas de localidades costeiras de grande parte do Me-diterrâneo Oriental. Alguns cientistas atribuíram o misteriosodesaparecimento da civilização cretense/'' a esse cataclismo, quepode ser a fonte original do mito do "continente perdido" deAtlântida. O curso da história foi provavelmente modificado poresse evento vulcânico específico, que pode acontecer de novo.

Sabe-se a data de erupção a partir de uma camada de cinzavulcânica transportada de Thira até a Groenlândia. Foi encon-trada em 1994, em um testemunho de sondagem retirado departes profundas do manto de gelo da Groenlândia. Os ciclosanuais de deposição de neve podem ser contados em um teste-munho, da mesma forma que os anéis de crescimento de uma


árvore podem ser contados para determinar a sua idade. O tes-temunho de gelo estudado datou 7 mil anos de história e forne-ceu evidências de 400 erupções vulcânicas antigas.

As erupções vulcânicas podem ser previstas? Sim, até certoponto. Sinais premonitórios importantes de uma erupção são osoerguimento e a inclinação do terreno e o aumento da ativida-de sísmica (ver Reportagem 6.1). É importante que aumente-mos a capacidade de prever erupções, pois há 100 vulcões dealto risco no mundo e cerca de 50 entram em erupção a cadaano. Certamente, se entendermos melhor o vulcanismo, pode-remos evitar a repetição da terrível história das erupções passa-das. Só nos últimos 500 anos, mais de 250 mil pessoas forammortas por erupções vulcânicas.

Reduzindo os riscos de vulcões perigososDos cerca de 500 a 600 vulcões ativos da Terra, um entre cadaseis já ceifou vidas humanas. Os vulcões podem matar pessoase danificar propriedades devido a tefras (queda de cinzas), cor-ridas de lama, lavas, gases, derrames de piroclásticas, tsunâmise outros eventos que podem acompanhar as erupções. A Figu-ra 6.23 retrata alguns desses riscos. As estatísticas históricasdos óbitos e de suas causas são mostradas na Figura 6.24.

O Monte Rainier, devido à sua proximidade com as populo-sas cidades de Seattle e Tacoma, no Estado de Washington, tal-vez represente o maior risco vulcânico nos Estados Unidos.Cerca de 150 mil pessoas vivem em áreas nas quais os registrosgeológicos mostram evidências de derrames e lahares que sederramaram do vulcão nos últimos 6 mil anos. Uma erupçãoimprevista poderia matar milhares de pessoas e prejudicar se-

riamente a economia da costa noroeste do Pacífico, de acor~com a Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos.

A boa notícia é que os cientistas que monitoram o MoniSanta Helena (ver Reportagem 6.1) e o Monte Pinatubocon~guiram emitir alertas da iminência de erupções de grandepo!te. Um aparato governamental foi deslocado ao local paraaliliar os alertas e emitir e reforçar os comandos de evacuação.NI

caso do Pinatubo, o alerta foi emitido poucos dias antesdeUI1I

erupção cataclísmica ocorrida em 15 de junho de 1991.Duzen-tas e cinqüenta mil pessoas foram retiradas da área, inclusiea16 mil residentes da Base Clark, da Força Aérea Norte-Amecana, localizada nas proximidades (e que, desde então, foiper·manentemente desativada). Dezenas de milhares de vidasf~ram salvas dos lahares que destruíram tudo que estava nocami·nho. As únicas vítimas foram pessoas que desrespeitaram audem de evacuação. Em 1994, os 30 mil residentes de Rabaul.Papua-Nova Guiné, foram retirados das áreas de risco comacesso, por terra e por mar, horas antes da erupção de doisvul·cões localizados nos dois lados da cidade, que foi em grandtparte destruída ou danificada. Muitas pessoas devem suasvid~ao governo, que conduziu simulações de evacuação, e aoscien·tistas do observatório vulcânico local, que emitiram umalertaquando os seus sismógrafos registraram o tremor de terraqUtassinalou a ascensão do magma para a superfície.

Em contraste com essas histórias de sucessos, há a tragédiado Nevado del Ruiz, na Colômbia, em 1985. Os cientistasabiam que esse vulcão era perigoso e estavam preparados parnemitir alertas, mas nenhum procedimento de evacuação foiimoplantado. Como resultado, 25 mil vidas foram perdidas nosIa·hares, que foram desencadeados por uma erupção de pequeno

Nuvem eruptiva. Coluna eruptiva

/ . Bombas. . .~' / Derrame piroclãstlco

/ Tefra (chuva de cinzas)

Movimento de terra(avalancha de detritos)

Fumarolas

Ventopredominante

Domo de lava

Colapso do domo de lavae derrame piroclástico \

lahar (fluxo de lama oude detritos)

Derrame de lava<, Chuva ácida

Figura 6.23 Alguns dos riscos vulcânicos capazes de provocar mortes e destruirpropriedades. [B. Meyers et al., U.S. Geological Survey]

(a)

.~ 300~•..: 250~~ Pelado 1902 <,E._~ 200~ ~ Krakatoa 1883~ '""ll.s: 150 Tambora 1815o::

"ll E \-"! E, 111 100 Unzen 1792,,---E~, Kelut 1586 laki 1783 ___u 50~ -,iõ•..~ O

O 1500 1600 1700 1800 1900 2000

(b)

Desconhecida

Raio

Sismicidade

Inundação

Avalancha de detritos~o Gás•..

:.õ'o~ lava"ll~~~ Tsunâmi,~U Indireto (fome

epidêmica, etc.)

Fluxo de lama (indireto)

Fluxo de lama (direto)

Derrame/ondapiroclástica

Tefra

O 5 10 15 20 25 30Percentual

Figura6.24 (a) Dados estatísticos cumulativos desde o ano de1500d.e. As sete maiores erupções registradas, cada uma com10milvítimas ou mais, estão indicadas e respondem por mais dedoisterços do total de óbitos. (b) Causa das mortes devido avulcõesdesde o ano de 1500 d.e. [Fonte: Simkin, T.,Siebert, L.eBlong,R.Science, 291: 255, 2001]

porte.De forma semelhante, no ano de 2002, uma equipe decientistas internacionais emitiu alertas da erupção do MonteNyiragongo, um vulcão no leste do Rifte Africano, perto deGoma,no Congo (Kinshasa). Infelizmente, as instâncias gover-namentais não estavam em funcionamento no local e o alertanãofoi considerado. O sofrimento foi grande para os 400 milhabitantes desse país pobre, que fugiram de seus lares semorientaçãoou preparação.

Os progressos da vulcanologia permitem-nos identificar osvulcõesmais perigosos do mundo e caracterizar seus riscos po-


tenciais a partir dos depósitos formados em erupções anterio-res. Essas avaliações de risco poderão ser utilizadas como dire-trizes para o zoneamento e restrição do uso do solo - que é amedida mais efetiva para reduzir o número de vítimas. O moni-toramento por meio de instrumentos (ver Reportagem 6.1) é ca-paz de detectar sinais como terremotos, inchaços do vulcão eemissões gasosas, que são alertas de erupções iminentes. Aspessoas em situação de risco poderão ser retiradas da área se asautoridades estiverem organizadas e preparadas para essas si-tuações. As erupções vulcânicas não podem ser evitadas, masseus efeitos catastróficos podem ser significativamente reduzi-dos se a ciência for aliada às políticas públicas progressistas .

Com o crescimento do tráfego aéreo, um risco vulcânicoque vem chamando mais atenção é o encontro de cinzas vulcâ-nicas lançadas por erupções que se situam nas rotas aéreas comjatos de passageiros comerciais. De acordo com o U. S. Geo-logical Survey, nos últimos 2S anos, mais de 60 aviões foramdanificados por tais acidentes. Um Boeing 747 perdeu tempo-rariamente todos os seus quatro motores quando a cinza de umvulcão em erupção no Alasca foi sugada pelos mesmos, provo-cando incêndios. Felizmente, o piloto foi capaz de fazer umpouso de emergência. Atualmente, vários países emitem alertasquando as erupções vulcânicas lançam cinzas próximo às rotasde tráfego aéreo.

O trabalho dos vulcanólogos é arriscado - 14 perderam avida desde 1991. Em um desses casos, uma equipe de vuJcanó-logos que estava coletando dados na cratera do Vulcão Galeras,nos Andes colombianos, foi surpreendida por uma erupção pi-roc\ástica. Vários membros perderam suas vidas devido às cin-zas e aos blocos incandescentes que explodiram da cratera. Oprofessor Stanley Williams, da Universidade do Estado do Ari-zona, fazia parte da equipe. Atualmente, ele está desenvolven-do um instrumento que pode analisar os gases vulcânicos dacratera de um vulcão ativo a uma distância segura e transmitiras informações para os cientistas. Uma erupção iminente pode-ria ser prevista a partir dos tipos de gases que são emitidos. AAssociação Internacional de Vulcanologia recomenda que" ... os cientistas aproximem-se de crateras ativas somente quan-do isso for absolutamente necessário, que grupos grandes evi-tem áreas de risco e que todos usem capacetes e trajes de prote-ção". Poderiam esses geólogos ter evitado as trágicas perdas devidas seguindo essas recomendações?

As erupções vulcânicas poderiam ser controladas? Prova-velmente não, embora em circunstâncias especiais e em peque-na escala as perdas possam ser reduzidas. Talvez a tentativamais bem-sucedida de controlar a atividade vulcânica tenha si-do aquela da ilha de Heimaey, na Islândia, em janeiro de 1973.Os islandeses espargiram água do mar na lava em movimento,resfriando e diminuindo a velocidade do fluxo, o que evitouque a lava bloqueasse a entrada do porto e impediu a destruiçãode algumas casas.

No futuro próximo, a melhor política para a proteção da po-pulação será o estabelecimento de mais sistemas de alerta e deevacuação e de restrições mais rigorosas ao povoamento de lo-cais potencialmente perigosos. Mas mesmo essas precauçõespodem ser insuficientes. Vulcões inativos ou extintos há muitotempo podem voltar repentinamente à atividade - como acon-teceu com o Vesúvio e o Monte Santa Helena, após centenas deanos de inatividade. (Alguns vulcões potencialmente perigosos


'--, - ".----,,- Vulcão RedoubtMonte SpurrMonte WrangellMonte EdgecumbeVulcão IlIiamnaVulcão Augustine

~ Vulcão Katmai"L__-...:.=-= -=======t"- Vulcões das Aleutas

"o

•

Falhade SantoAndré

Placa Pacífica

ALASCAAnos desde a última erupção>10.000 >1.000 0-300

HAVAíHaleakalaHualalaiKilaueaMauna Loa

}

ClaSSificaçõesquanto ao risco nãodisponíveis para osvulcões canadenses

•

PORÇÃOCONTINENTAL DOSEUA E CANADÁ

r_r--,r;-====:---z--========:;;=Silverthorne Rio BridgeMonte Meagher

~tE~:3~====~===+Monte Cayley( Monte GaribaldiMonte Baker

~==::::PJ;::-==:::==--I Geleira Peak

~~~~~~~~~~~§~fMonte RainierMonte Santa Helena

ontana Monte Adams

Monte Hood1'"- __ -'- Caldeira de Yellowstone

Monte JeffersonTrês IrmãsVulcão Newberry

-----;;;;:::::==+- Cratera do Lago (Monte Mazama)Monte McLoughlinVulcão do Lago Medicine

onte ShastaPico LassenVulcões do Lago ClearCrateras de Mono-InyoPico São FranciscoCaldeira do Vale CompridoSocorroVulcões Coso

oAbaixo desses vulcões há grandes corposrasos de magma, capazes de produzirerupções extremamente destrutivas.

••

••...•••••

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••••

•\

Esses vulcões têm períodosde erupção curtos, de100 a 200 anos ou menos,

Esses vulcões parecemter periodicidade demil anos ou mais.

Figura 6.25 Localização dos vulcões potencialmente perigosos dos Estados Unidos e doCanadá. Os vulcões norte-americanos receberam símbolos de cores azuis, verdes e vermelhas,em ordem decrescente de periculosidade, a qual está sujeita a revisões à medida que osestudos progredirem. Não há classificações disponíveis para os vulcões canadenses. Note arelação entre os vulcões que se estendem do norte da Califórnia até a Colúmbia Britânica e olimite de subducção entre a Placa Norte-Americana e a Placa de Juan de Fuca.

dosEstados Unidos e do Canadá são mostrados na Figura6.25). Um problema de previsão ainda maior é representadoporerupções como a do Paricutín, que se soergueu a partir deumapequena depressão em um milharal no México, em 1943.Cidades inteiras foram rapidamente soterradas por cinzas e la-vaà medida que o novo vulcão crescia por meio de erupções re-petidas.Um desafio que se coloca aos geólogos é o de aprendera relacionar os movimentos da lava nas profundezas com aspossíveiserupções em superfície.

Os benefícios que os vulcões trazemJá vimos um pouco da beleza dos vulcões e um pouco do seupoderdestrutivo. Os vulcões contribuem para o nosso bem-es-tarde várias formas. No Capítulo I,mencionamos que a atmos-ferae os oceanos podem ter sido originados em episódios vul-cânicosem um passado distante. Os solos derivados de mate-riaisvulcânicos são excepcionalmente férteis por causa dos nu-trientesminerais que contêm. As rochas vulcânicas, os gases eo vapor são também fontes de importantes materiais industriaisequímicos, como a pedra-pomes, o ácido bórico, a amônia, oenxofre,o dióxido de carbono e alguns metais. A água do marquecircula nas fissuras do sistema vulcânico das dorsais oceâ-nicasé um dos principais fatores na formação de minérios e namanutenção do balanço químico dos oceanos. A energia térmi-ca do vulcanismo está sendo cada vez mais aproveitada. Amaioriadas casas de Reykjavík, Islândia, é aquecida por águaquente,encanada a partir de fontes quentes. O vapor geotérmi-co,originado da água aquecida em contato com rochas vulcâni-casquentes abaixo da superfície, é explorado como fonte deenergiapara a produção de eletricidade na Itália, na Nova Ze-lândia,nos Estados Unidos, no México, no Japão e nos paísesdaantiga União Soviética.

I RESUMO

Por que ocorre o vulcanismo? O vulcanismo ocorre quando arochafundida de dentro da Terra ascende até a superfície (porsermenos densa que as rochas adjacentes). O motivo básico é ocalorinterno da Terra, vestígio da sua origem.

Quais são as três principais categorias de lavas? As lavassãoclassificadas como félsicas (riolitos), intermediárias (ande-sito)ou máficas (basalto), de acordo com seus teores de sílica edemagnésio e ferro, sendo que a sílica decresce das félsicas pa-raas máficas, enquanto o magnésio e o ferro mostram uma re-laçãooposta.

De que maneira a estrutura e o terreno onde se localiza umvulcãoestão relacionados com o tipo de lava que ele emite ecom o estilo de erupção? O basalto pode ser muito fluido. Noscontinentes, pode irromper a partir de fissuras e extravasar-secomodelgados derrames para construir um planalto de lava.Umvulcão-escudo cresce a partir de erupções repetidas de ba-saltovindas de condutos vulcânicos. O magma silicoso é maisviscosoe, quando carregado de gás, tende a entrar em erupçãodeforma explosiva. Os fragmentos piroclásticos resultantes po-demempilhar-se como um cone de cinza ou cobrir uma áreaextensacom derrames de cinza. Um estratovulcão é feito de ca-


madas alternadas de derrames de lava e de depósitos piroclásti-cosoA rápida ejeção de magma a partir de uma câmara magmá-tica poucos quilômetros abaixo da superfície, seguida de colap-so do teto da câmara, resulta, na superfície, em uma grande de-pressão, chamada de caldeira. As caldeiras ressurgentes gigan-tes são alguns dos cataclismos naturais mais destrutivos.

Como o vulcanismoestá relacionado com a tectônica de pla-cas? A crosta oceânica forma-se a partir do magma basálticoque ascende da astenosfera até as fissuras do sistema da dorsaloceânica-rifte que separa as placas. Todos os três principais ti-pos de lavas - basáltica (máfica), andesítica (intermediária) eriolítica (félsica) - podem irromper nas zonas convergentes. Osbasaltos derivam da fusão parcial do manto localizado acima daplaca que sofreu subducção, sendo que esta fornece a água pa-ra induzir a fusão. Os basaltos são típicos de ilhas vulcânicasencontradas em limites convergentes do tipo oceano-oceano.Os andesitos e os riolitos são mais comumente encontrados noscinturões vulcânicos de limites de convergência oceano-conti-nente. A adição ao magma basáltico de sílica e outros elemen-tos derivados da refusão de crosta continental, ou derivados dafusão de sedimentos de fundo oceânico e do topo da crosta emsubducção, pode produzir andesitos e riolitos. No interior dasplacas, o vulcanismo basáltico ocorre acima de pontos quentes,que são manifestações de plumas de material quente que ascen-dem de partes profundas do manto.

Quais são os efeitos benéficos e desastrosos do vulcanismo?Na evolução da Terra, as erupções vulcânicas liberaram grandeparte dos gases e da água que formaram os oceanos e a' atmos-fera. O calor geotérmico obtido de áreas de vulcanismo recen-te vem adquirindo importância como fonte de energia. Um im-portante processo de formação de minérios ocorre quando aágua subterrânea circula em torno de magmas intrudidos nasprofundezas ou quando a água do mar circula pelos riftes dofundo oceânico. As erupções vulcânicas mataram mais de 250mil pessoas nos últimos 500 anos. Para obter um resumo domodo como isso acontece, veja a Figura 6.24.

I Conceitos e termos-chave

• atividade hidrotermal (p. 155)• basalto de platô (p. 145)

• caldeira (p. 150)

• cratera (p. 150)• derrame de cinza (p. 153)

• diatrema (p.151)• domo vulcânico (p. 150)• erupção fissural (p. 152)• estratovulcão (p. 150)

• geossistema vulcânico(p. 144)

• lahar (p. 153)• lava almofadada (p. 146)

• lava andesítica (p. 146)

• lava basáltica (p. 145)

• lava riolítica (p. 146)

• piroclasto (p. 147)• ponto quente (p. 160)• pluma do manto (p. 160)

• vulcão (p. 144)• vulcão composto (p. 150)

• vulcão do tipo cone de cinza(p. 150)

• vulcão-escudo (p. 150)• grande província ígnea

(p. 162)

168/ Para Entender a Terra

Exercícios

Este ícone indica que há uma animação disponível no sítio ele-trônico que pode ajudá-Io na resposta.

CON[GARIVEB

1. A astenosfera tem sido identificada como uma das principaisfontes de magma. Por quê? O que força a ascensão do magma para asuperfície?

2. Qual a diferença entre magma e lava? Dê exemplos de rochas vul-cânicas e de seus equivalentes de granulação grossa, intrusivos.

3. Descreva os principais estilos de erupções e os depósitos e formasde relevo que cada um deles produz.

4. Qual é a associação entre os limites de placas e o vulcanismo? Oestilo eruptivo e a composição dos depósitos vulcânicos podem sercorrelacionados a limites de placas específicos?

5. Em que circunstâncias ocorrem os lahares? E as fontes quentes? Eos depósitos de derrames de cinzas?

6. Cite as características mais perigosas dos vulcões.

7. Quais são os sinais de uma erupção iminente?

Questões para pensar

Este ícone indica que há uma animação disponível no sítio ele-trônico que pode ajudá-Io na resposta.

CON[GARW[B

1. Que iniciativas de políticas públicas poderiam sugerir as erupçõesdo Monte Santa Helena, do Monte Pinatubo e do Nevado deI Ruiz emtermos de zoneamento, uso da terra, seguros, sistemas de alerta e edu-cação pública?

2. Faça uma análise de custo-benefício dos vulcões - isto é, faça umatabulação dos seus perigos e de suas contribuições para a espécie hu-mana - e decida se você preferiria um planeta Terra com ou sem eles.

3. Quais os conhecimentos sobre o interior da Terra adquiridospor meio dos vulcões?

4. A viscosidade de uma lava depende em grande parte de suas carac-terísticas químicas. Qual é a relação entre a composição química deuma lava e a morfologia dos vulcões?

5. Em uma viagem a campo, você encontra uma formação vulcânicacom aparência de um grande campo de sacos de areia unidos. As for-mas individuais, com morfologia elipsoidal, têm uma textura superfi-cial externa vítrea, lisa. Que tipo de lava é essa e quais informações elapode fornecer sobre sua história?

6. Explique por que alguns dos vulcões presentes nas ilhas havaianassão inativos enquanto outros permanecem ativos. A situação seria di-ferente se as ilhas estivessem localizadas em uma zona de subducção?Explique sua resposta.

Sugestões de leitura

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Sugestões de leitura em português

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dor: SBG/CNPq/Bureau Gráfica e Editora.Winchester, S. 2003. Krakatoa: o dia em que o mundo explodiu.

São Paulo: Objetiva.Teixeira, W. 2000. Vulcanismo, produtos e importância para a vi·

da. In: Teixeira, w., Toledo, M. C. M. de, Fairchild. T R. e Taioli, F.(orgs.). 2000. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos. p.347-380.

Time-Life/Abril Coleções. 1996. Planeta Terra. São Paulo: AbrilLivros.

Rase, S. Van. 1994. Atlas da Terra: as forças que formam e mol-dam nosso planeta. (Ilustrado por Richard Bonson). São Paulo: Mar-tinsFontes.

I Notas de tradução

IA área aproximada da cidade de Nova York é de 3.500 km2

20 Estado de Vermont, localizado na costa leste dos Estados Unidos,tem uma área de 24.887 krn", pouco maior que o Estado de Sergipe,no Brasil (21.994 km-).

JEm inglês. Long valley.4 Inclui-se, também, o Planalto Meridional, no sul do Brasil.

5Também grafado como lava em almofada. Às vezes, comparece co-mopillow lava, sem tradução.

6Também chamada de púmice.J A expressão "nuvem ardente" foi cunhada por Lacroix (em francês,nuée ardente), em 1904, para descrever os pequenos fluxos origina-dos dos condutos centrais na erupção do Monte Pelado. Alguns auto-res utilizam esse termo para designar emulsões de material sólido elíquido em gás, que se movimentam com muita rapidez e grande tur-bulência. Dessa forma, as nuvens ardentes diferenciam-se de "fluxos(ou derrames) piroclásticos", porque estes seriam mais densos e me-nos turbulentos e velozes, pois contêm menor volume de gases.

8Em francês, Pelée.9 A superfície do estado norte-americano de Rhode Island é de 3.140krrr', o que equivale a cerca de um sétimo da área do estado de Ser-gipe, no Brasil.

"Também conhecidos como "cones vulcânicos piroclásticos", porconterem fragmentos de diâmetro maior que o de cinzas.

IIOU ângulo de repouso, que é o ângulo acima do qual as forças decoesão entre os grãos constituintes da pilha vulcânica são sobrepu-jadas pela ação da força gravitacional

12NoBrasil atual, não há vulcões ativos. Sobrevivem, entretanto, tes-temunhos de erupções vulcânicas de conduto central, como as estru-turas dôrnicas de Poços de Caldas (com cerca de 30 krn de diâmetro,originada há 90 Ma), em Minas Gerais, e das ilhas de Fernando deNoronha (12,3 Ma) e Trindade (3,5-2,5 Ma), entre outras, localiza-das em quase todos os estados do Brasil.

IJ OldFaithful Geyser significa "velho e fiel gêiser". O nome é umaalusão à regularidade com que o gêiser emite seus vapores.

14Eminglês, Crater Lake.15Significa literalmente "Pedra do Navio".

16Também designada, na literatura geológica, com o vocábulo inglêspipe, que é um corpo em forma de cilindro.

17O Edifício Empire State tem 381 m de altura e a Ilha de Manhattantem cerca de 81,5 km2

18No Sul do Brasil, o Planalto Meridional é formado por uma suces-são de camadas de rochas sedirnentares encimadas por um pacote

CAPíTULO 6. Vulcanismo 11 69

de derrames vulcanogênicos (incluindo basaltos, riodacitos, rioli-tos e piroclásticas) com mais de 1.700 rn de espessura. Esses der-rames são conhecidos como Formação Serra Geral, da Bacia doParaná. Essa formação representa um dos mais volumosos vulca-nisrnos intracontinentais do planeta, com um volume estimado de650.000 km' e uma área aproximada de 1.200.000 km2 distribuídano Sul do Brasil, Paraguai, Argentina, Uruguai e, ainda, uma con-traparte na África do Sul, onde é chamada de Grupo Etendeka. Es-ses derrames irromperarn entre 133 e 129 Ma, quando a Américado Sul e a África estavam reunidas no supercontinente Gondwana,e fizeram parte dos eventos que levaram à formação do assoalhodo Oceano Atlântico e à separação dos continentes. No PlanaltoMeridional ocorrem paisagens singulares, como a dos cânions edas famosas Cataratas do Iguaçu, sendo vegetado por uma matamista com araucária. Nele desenvolveu-se a importante culturados índios Kaingang.

19Em inglês, Great Basin.

20 Lahar é uma palavra sem tradução para o português. Originada naregião de lava, é grafada da mesma forma em espanhol, inglês, ale-mão ou francês. Encontra-se dicionarizada em Suguio (1998, Dicio-nário de Geologia Sedimentar) e significa "corrida de lama vulcâni-ca".

210 Estado de Delaware tem uma área de 5.328 km2, o que correspon-de a um quarto da superfície do Estado de Sergipe, no Brasil.

22 Tsunâmi é uma palavra de origem japonesa ttsu = porto e nami =onda, mar) e encontra-se dicionarizada em Suguio (1998, Dicioná-rio de Geologia Sedimentar), Guerra (1978, Dicionário Geológi-co-Geomorfolágicoi e no Dicionário Houaiss da Língua Portu-guesa; neste, ainda como vocábulo estrangeiro. É grafada da mes-ma forma em várias línguas, como alemão, inglês, francês e espa-nhol, significando "onda de grande período e pequena amplitudeproduzida por terremoto, erupção vulcânica, deslizamento de mas-sa e queda de meteoritos nos oceanos". Em 27 de dezembro de2004, as zonas litorâneas de vários países na orla do Oceano Índi-co foram devastadas por um descomunal tsunârni originado porum terremoto de 8,9 graus na escala Richter, com epicentro no as-soalho oceânico próximo à costa norte da Indonésia, matandomais de 300 mil pessoas.

23 I had a dream, whicli was not ali a dream. /The bright sun was ex-tinguish 'd, and the stars IDid wander darkling in the eternal spa-ce /Rayless, and pathless, and the icy earth /Swung blind andblackening in the moonless air IMorn came and went - and came,and brought no day. IAnd menforgot their passions in lhe dread10f this their desolation; and all hearts lWere chill'd into a selfisnprayer for light,

24 Em inglês, black smokers. Eventualmente, em textos na língua por-tuguesa, essa expressão não é traduzi da.

25 Também denominada de "prisma acrescional".

26Em inglês, wheeling Jesuit University,

27 Também grafada como Thera, Thíra e Tera, essa ilha está situada noMar de Creta, região sul do Mar Egeu, e pertence ao conjunto das Il-has Cíclades.

28 Também denominada "Civilização Minóica" ou "Minoana".

Education

Vulcanismo 6